表面處理與磨潤學

依黏著理論(Bowden與Tabor的想法),摩擦力由剪斷真實接觸點黏著部所需的力決定,摩擦係數以 μ = s/H 表示(s為黏著部的剪切強度,H為較軟材料的壓痕硬度)。s = 0.30 GPa、H = 1.8 GPa 時,μ最接近下列何者?

  1. A約0.17
  2. B約6.0
  3. C約0.50
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正確答案:A. 約0.17

μ = s/H = 0.30/1.8 ≈ 0.17。摩擦力是真實接觸面積 Ar = W/H 與黏著部剪切強度 s 的乘積 F = sAr,因此 F/W = s/H,得到與負荷及表觀面積都無關的摩擦係數。約6.0是把分子與分母顛倒的值,約0.50是不用硬度而除以降伏應力估計值 H/3 = 0.60 GPa 的值。實際的金屬之間,還會加上負荷與剪切使接合部擴大的效應(接合部成長)以及硬突起的犁溝作用,因此μ常大於0.17。由這個式子也可知道,以潤滑膜或氧化膜減小剪切強度 s,μ就會下降。

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