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표면 처리와 트라이볼로지

응착설(보든과 테이버의 이론)에서는 마찰력이 실접촉점의 응착부를 전단하는 힘으로 정해지며, 마찰 계수는 μ = s/H(s는 응착부의 전단 강도, H는 무른 쪽 재료의 압입 경도)로 나타낸다. s = 0.30 GPa, H = 1.8 GPa일 때 μ에 가장 가까운 것은 무엇인가?

  1. A약 0.17
  2. B약 6.0
  3. C약 0.50
정답과 해설 보기

정답: A. 약 0.17

μ = s/H = 0.30/1.8 ≈ 0.17입니다. 마찰력은 실접촉 면적 Ar = W/H와 응착부의 전단 강도 s의 곱 F = sAr이 되므로 F/W = s/H가 되어, 하중에도 겉보기 면적에도 의존하지 않는 마찰 계수를 얻습니다. 약 6.0은 분자와 분모를 거꾸로 한 값이고, 약 0.50은 경도 대신 항복 응력의 어림값 H/3 = 0.60 GPa로 나눈 값입니다. 실제 금속끼리에서는 하중과 전단으로 접합부가 넓어지는 효과(접합부 성장)나 단단한 돌기에 의한 쟁기질 작용이 더해져, μ가 0.17보다 커지는 경우가 많습니다. 윤활막이나 산화막으로 전단 강도 s를 작게 하면 μ가 낮아진다는 것도 이 식에서 알 수 있습니다.

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