Трение превращает металл в жидкость

22.09.2012

Исследователи из Университета Пердью неожиданно обнаружили, что в процессе трения металл приобретает свойства жидкости. Данное открытие позволяет по-новому взглянуть на, казалось бы, давно изученные процессы трения и улучшить параметры износа и прочности металлических деталей.

Изучая поведение металлов, ученые наблюдали за клиновидным куском стали, скользящим по плоскому бруску меди. Впервые ученые использовали высокоскоростную съемку в мезомасштабе - от 100 мкм до 1 мм. Неожиданно выяснилось, что крошечные неровности в куске стали образуют вихреподобные структуры, которые затем превращаются в мелкие трещины. Наиболее явно это проявлялось, когда кусок стали находился под острым углом к куску меди.

Результаты оказались неожиданными, поскольку эксперимент проводился при комнатной температуре, и в таких условиях трение не могло генерировать достаточно тепла, чтобы размягчить металл. Тем не менее, ученые видели явления, обычно связанные с жидкостями, а не твердыми телами.

Было известно, что маленькие кусочки металла снимаются с поверхности трения. Обычно считается, что для этого требуется много циклов трения, но "жидкие" свойства металлов могут привести к быстрому образованию микротрещин и сильно ускорить износ детали. Поэтому при изготовлении многочисленных механических частей, от подшипников до поршней в двигателях, необходимо учитывать данное явление.

Ученые полагают, что "жидкостные" свойства металлов напрямую связаны с размерами зерна - крошечных кристаллических "кирпичиков", из которых состоит металл.

<< Назад: Мемристоры - электроника будующего 22.09.2012

>> Вперед: Кровеносные сосуды проще напечатать 21.09.2012

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Новый взляд на магнитное поле Земли 31.10.2025

Магнитное поле Земли долгое время считалось относительно стабильной структурой с предсказуемой полярностью. Однако последние исследования японских ученых показывают, что электрическая организация магнитосферы гораздо сложнее и динамичнее, чем предполагалось ранее. Команда исследователей из Киотского, Нагояского и Кюсюского университетов обнаружила, что заряженные области магнитосферы обладают противоположной полярностью по сравнению с традиционными представлениями. Так, утренняя сторона магнитного щита имеет отрицательный заряд, тогда как вечерняя - положительный, вопреки прежним теориям. Юсуке Эбихара из Киотского университета отмечает, что "электрическая сила и распределение зарядов являются следствием, а не причиной движения плазмы". Исследователи пришли к этим выводам с помощью масштабного магнитогидродинамического моделирования, имитирующего взаимодействие солнечного ветра с геомагнитным полем Земли. Моделирование позволило в деталях проследить, как потоки плазмы формируют э ...>>

Влияние белка PF4 на старение крови 31.10.2025

С возрастом наш организм претерпевает множество изменений, в том числе на уровне крови и иммунной системы. Недавние исследования показали, что ключевым фактором этих изменений может быть белок PF4, или platelet factor 4, который играет важную роль в регуляции стволовых клеток костного мозга. Американские ученые из Университета Иллинойса в Чикаго обнаружили, что с возрастом уровень PF4 значительно снижается. Это ослабление контроля над кроветворными стволовыми клетками приводит к нарушению их работы и повышает вероятность развития воспалительных процессов, онкологических заболеваний крови и сердечно-сосудистых проблем. В молодом организме PF4 выполняет функцию "регулятора роста": он контролирует распределение и деление кроветворных стволовых клеток, не позволяя им чрезмерно размножаться. С возрастом эта система контроля ослабевает, клетки начинают делиться чаще, накапливают генетические мутации и постепенно теряют способность создавать полноценные лимфоциты, что ослабляет иммуните ...>>

Музыка юности остается с нами навсегда 30.10.2025

Музыка сопровождает человека всю жизнь, но некоторые мелодии и песни оставляют особенно глубокий след в памяти. Ученые давно замечали, что композиции из подросткового возраста вызывают сильные эмоции даже спустя десятилетия, и недавно международная команда исследователей под руководством Университета Ювяскюля (Финляндия) подтвердила этот эффект научно. В исследовании приняли участие около 2000 человек из 84 стран. Ученые выявили явление, которое они назвали "пиком воспоминаний": эмоциональная привязка к музыке достигает максимума примерно в 17 лет. Именно песни этого периода чаще всего остаются значимыми и вызывают яркие эмоции долгие годы спустя. Интересно, что у мужчин и женщин наблюдаются разные временные рамки этого пика. У мужчин он приходится примерно на 16 лет, тогда как у женщин - на 19. Исследователи объясняют это различие особенностями формирования музыкальной идентичности: юноши чаще ищут самостоятельность и бунт, а девушки связывают музыку с личными отношениями и пере ...>>

Сплав Cr-Mo-Si с уникальными свойствами 30.10.2025

Разработка материалов, способных работать в экстремальных условиях, остается одной из ключевых задач современной инженерии. Особенно это важно для авиации и энергетики, где повышение термостойкости компонентов напрямую влияет на эффективность и надежность оборудования. Международная группа исследователей объявила о создании нового металлического сплава, обладающего уникальным сочетанием свойств: высокой термостойкостью, устойчивостью к коррозии и сохранением пластичности даже при комнатной температуре. Новый сплав содержит хром, молибден и всего 3 атомных процента кремния. Именно кремний способствует формированию плотного слоя оксида хрома на поверхности металла, который действует как невидимый барьер против кислорода и азота при высоких температурах. В отличие от предыдущих сплавов, этот защитный слой формируется без хрупких силицидов, которые обычно снижали пластичность и делали материалы склонными к трещинам. По словам профессора Мартина Гайльмайера из Института технологий Кар ...>>

Открыт лед, замерзающий при комнатной температуре 29.10.2025

Изучение воды продолжает приносить удивительные открытия: несмотря на то, что эта жидкость кажется хорошо известной, она способна проявлять необычные свойства в экстремальных условиях. Международная команда ученых недавно обнаружила новый вид льда, который формируется при комнатной температуре, если вода подвергается сильному давлению. Это открытие не только расширяет наши знания о воде, но и помогает лучше понять процессы в недрах планет и их спутников. Исследователи из Корейского института стандартов и науки совместно с европейскими коллегами, работающими на рентгеновском лазере на свободных электронах (XFEL) в Германии, провели серию экспериментов с водой в динамической ячейке с алмазными наковальнями. Давление изменялось от 0,001 гигапаскаля до 120 гигапаскалей в секунду - в миллионы раз выше атмосферного, при этом температура поддерживалась около 25 °C, близкой к комнатной. В течение сотен циклов ученые наблюдали, как вода многократно замерзает и тает, фиксируя каждый этап с ис ...>>

Случайная новость из Архива Культурные особенности восприятия проявляются к двум годам 28.02.2016 Нет нужды лишний раз рассказывать, как наш индивидуальный опыт влияет на восприятие: как мы видим мир вокруг себя, зависит от того, где мы живем, с кем общаемся, кем работаем, что читаем и т. д. Люди более-менее дотошные, склонные к самоанализу, знакомы с этим из личного опыта, кроме того, психологи неоднократно изучали то, что можно несколько неформально назвать культурными перекосами сознания. Но с какого момента начинается такое влияние? Исследователи из Северо-Западного университета вместе с китайскими коллегами провели следующий опыт: 2-летним детям из США и Китая показывали видео с каким-то повторяющимся действием - например, они смотрели, как девочка гладит собаку. Затем видео немного менялось: девочка или вместо собаки гладила подушку, или же она теперь ту же собаку не гладила, а целовала. То есть либо появлялся новый объект, либо объект оставался прежним, а изменялось действие. Дети обращали внимание на разные вещи: двухлетних китайцев больше заинтересовывало новое действие (то есть они пристальнее смотрели на девочку, вдруг начавшую целовать собаку), а американцев - новый объект (они разглядывали видео с подушкой). Из более ранних экспериментов известно, что взрослые китайцы и американцы управляют вниманием по-разному: если первые преимущественно смотрят на контекст, в котором находится объект, на события, в которые он вовлечен, то вторых, напротив, большей частью интересует объект сам по себе, независимо от окружения. Также исследования прошлых лет выявили, что родители-американцы учат своих детей в играх больше заниматься предметами, тогда как японцы и китайцы акцентируют в детских играх отношение между предметами. Наконец, известно, что к семи месяцам дети способны следить за чужим взглядом, то есть они вполне могут понять, на что смотрят их родители и вообще другие люди, а в возрасте одного года ребенок уже отличает между собой "объект" и "действие", "объект" и "событие", с ним случившееся. Иными словами, мы с большой долей уверенности можем заключить, что культурные особенности окружения уже к двум годам начинают влиять на психологию - по крайней мере, на психологию восприятия. С другой стороны, разница во внимании в обеих детских группах была не слишком велика, из чего можно сделать вывод, что "объекты" и "действия" в этом возрасте еще не окончательно разошлись.

Смотрите полный Архив новостей науки и техники, новинок электроники

www.diagram.com.ua
2000-2025