Файл: Евдокимов, В. Д. Экзоэлектронная эмиссия при трении.pdf

и стабильных изменениях структуры поверхностного слоя. В подоб­ ных модельных экспериментах немаловажным обстоятельством в поль­ зу применения абразивной обработки поверхности явилось и то, что она

ной эмиссии более затруднено, так как требует учета многих допол­ нительных и важных факторов, каждый из которых при определенных условиях может оказаться доминирующим в формировании тонких фи­ зико-химических эффектов. Выяснению степени влияния некоторых р е ­ жимных факторов трения на интенсивность экзоэлектронной эмиссии и окисление поверхности посвящен следующий раздел.

дом теле, приобретаемый в результате деформации и нарушающий по ­ верхностную структуру. Дефекты структуры характеризуют и з м е ­ ненное энергетическое состояние поверхности и, как было установлено, шияют на интенсивность экзоэлектронной эмиссии. Так как явление экзоэлектронной эмиссии тесно связано с окислением й определяется комплексом свойств поверхности трения, то, очевидно, следует ожидать изменений и в интенсивности окисления, соответствующим образом зависимых от состояшія поверхностей. Рассмотрим некоторые резуль ­ таты наших исследований [119, 235], где окисление и экзоэлектронная эмиссия изучались на металлических поверхностях, предварительно подвергаемых идентичным условиям одностороннего или реверсивного трения скольжения.

Установлено, что интенсивность экзоэлектронной эмиссии с поверх­

хемосорбции кислорода в локальных местах концентрации дефектов [107, 111, 113]« Повышение энергетического уровня деформированной решетки металла, а также более усиленное при реверсивном трении

148

К, СП3/СП2

Рис. 72. Коррозионная спо ­

серной кислоты (3,4,5,6)

и 53%—ном растворе той же кислоты (1,2)

розионной. Неоднородность пластической деформации и наклепа поверх­ ности трения вызывает неравномерное повышение и распределение удельной свободной энергии, что приводит к возникновению электрод­ ных потенциалов и образованию значительного числа коррозионных микроэлементов. В связи с этим предполагается, что более развитая в дефектном отношении поверхность после реверсивного трения, х а ­ рактеризуясь увеличенной интенсивностью экзоэлектронной эмиссии,

должна быстрее окисляться по сравнению с поверхностью металла после одностороннего скольжения.

стойкости поверхностей трения. Коррозия изучалась по количеству вы ­ делившегося водорода, а также весовым методом с использованием литературных рекомендаций [357-360]. Действию коррозионной среды подвергалась только наружная цилиндрическая рабочая поверхность кольца, остальные же поверхности тщательно изолировались цапон-ла- ком. Объем выделившегося водорода при катодной реакции с водород­

ния после реверсивного скольжения обладает большей коррозионной способностью, чем после одностороннего трения. Повышенная коррозия образцов после реверсивного трения наблюдается не только в 5%-ном

149

зован, так как поверхности трения обладали значительной структурной неоднородностью.

Аналогичная зависимость коррозии поверхностей трения от знако -

и микрогеометрии поверхностей трения после реверсивного и односто­ роннего скольжения, но и различной локализацией в поверхностных слоях металла градиента свойств, приобретенных в результате интен­

3%-ный водный раствор поваренной соли при 20 С и через каждые 5

сяца. Проведенные по этой методике опыты показали, что при измере ­ нии коррозии весовым методом также наблюдается повышенная (до 14%) коррозионная способность сталей после реверсивного трения в отличие от одностороннего скольжения.

Приведенные выше экспериментальные данные как бы интегрально оценивают склонность к коррозии деформированных трением поверх­ ностных слоев и фактически не дают информации о начальной стадии окисления металла и кинетике роста окисной пленки на воздухе. Меж ­ ду тем анализ кривых затухания экзоэмиссии со временем свиде­ тельствует о сложном характере взаимодействия деформированной по-

150

верхности с атмосферой в первые минуты окисления. Интерес к изу ­ чению кинетики роста толщины окисной пленки в начальной стадии ее формирования тем более возрастает, так как обусловливается пред­ ставлениями о дефектности структуры и связанной с нею химической неоднородности деформированной поверхности. В связи с этим было проведено исследование [119] начальной стадии окисления стали при совместном измерении экзоэлектронной эмиссии и контактной разности потенциалов на образцах после одностороннего и реверсивного трения.

Переход на абразивное трение был вызван тем, что оптическим поля­ ризационным методом не удавалось проводить измерения на более грубых (менее шестого класса) поверхностях, которые получались

Помимо определения толщины окисной пленки измерялись интен­ сивность экзоэмиссии и контактная разность потенциалов. Во всех опытах исходные свойства поверхности стали сохранялись одинако­

В табл. 15 приведены экспериментальные данные по окислению стали 25 на воздухе при 20 С в нормальных атмосферных условиях.

151