Трение и повреждение поверхности алмаза на воздухе при очень больших нагрузках
Когда эксперименты выполняются между алмазными поверхностями при больших нагрузках, то наблюдается новый ряд явлений: первое — имеется повреждение поверхности, второе — коэффициент трения слабо увеличивается при увеличении нагрузки. Эти основные характеристики наиболее четко выявлены некоторыми экспериментами, выполненными с иглой радиуса 130 мк (0,013 см), скользящей по поверхности куба плоскости алмаза.
Если скольжение „имеет место вдоль направления (легкое скольжение), то дорожка трения состоит из ряда трещин, которые напоминают трещины, образованные при чисто статическом нагружении.
Коэффициент трения равняется приблизительно 0,04 при нагрузке в 500 гс и возрастает до 0,07 при N = 1000 гс. Увеличение р. с нагрузкой является прямой противоположностью уменьшения р. с нагрузкой, которое наблюдается при маленьких нагрузках, где не происходит растрескивания поверхности.
Это наводит на мысль, что процесс растрескивания поглощает дополнительную величину энергии, ответственную за такое фрикционное поведение. Следующие простые рассмотрения показали, что это не может быть случайным.
Было найдено, что если образовавшиеся растрескавшиеся участки полируются до тех пор, пока трещинки полностью не выводятся, то глубина следа имеет такой же порядок, как ширина следа.
Площадь каждого квадрата, окруженного трещиной, равна приблизительно так как трещина имеет две поверхности, то площадь, образованная трещиной, равна. Если свободная поверхностная энергия алмаза равна, то данная поверхностная энергия равна.
Для простоты примем, что трещина состоит из ряда трещин, так что для каждого расстояния, на которое ползун продвигается вперед, расходуется величина поверхностной энергии Ы2у. Эта энергия должна получаться за счет силы трения.
Таким силы трения, обусловленная этим эффектом, то мы имеем
