Юный техник 1973-02, страница 16

размещается узел трения, одним из рабочих элементов которого служит диск с кольцеобразным полиэтиленовым образцом, приводимым во вращение извне магнитной муфтой. Другой элемент узла трения представляет собой неподвижный сменный шар из различных материалов.

Узел трения спроектирован так, что с помощью рычага можно прижимать шар к диску и фиксировать возникающую при этом силу трения, записывать число оборотов и температуру в зоне* контакта. Для получения направленного потока нейтральных атомов, служащих для обработки наружного слоя поверхности образца, применялся ионный источник, работающий следующим образом. В стеклянную колбу через специальное отверстие напускался рабочий газ и контуром, подключенным к высокочастотному генератору, зажигался разряд, при котором образовывались положительно заряженные ионы. Между анодом и катодом прикладывалось электрическое поле, в котором ионы получали направленное движение и устремлялись в канал катода, где происходила гак называемая резонансная перезарядка, и они превращались в нейтральные атомы, бомбардирующие поверхность образца.

В этом-то приборе и обнаружили ученые исчезновение трения.

Надо было искать объяснение этому явлению, которое окрестили «сверхнизкое трение». Первое, чем попытались объяснить сверхнизкое трение, — газовой подушкой. Представьте себе дело так: бомбардирующие атомы гелия, взаимодействуя с молекулами полиэтилена, состоящего в основном из углерода и водорода, расщепляют их. Выделяется большое количество водорода, который и разъединяет поверхности двух твердых тел. Но, измерив с помощью масс-спектрометра количество выделяющегося газа и сделав расчет газовой подушки, пришли

к выводу: газа для ее существования явно не хватает.

Тогда решили проверить другую гипотезу. Известно, что при трении могут образовываться одноимен ные заряды, которые, отталкиваясь, также могут разъединять тру щиеся поверхности Были установлены надежные щетки, соединенные с землей для снятия этих зарядов. Результат не изменился. Сила трения отсутствовала.

После большого количества опытов ученые смогли прийти к такому выводу. При одновременном действии облучения и трения в тонком поверхностном слое материала (до 0,0001 мм) происходит залечивание многочисленных дефектов Таким образом, устраняются основные причины рассеивания энергии при относительном скольжении тел. Образуется практически бездефектная поверхность, очень гладкая и с ничтожными адгезионными силами. Трение исчезает.

Открытие сверхнизкого трения заставляет по-новому взглянуть на природу взаимодействия твердых тел. Правда, пока лишь в сложных условиях вакуума и облучения удалось осуществить работу механизмов с очень низким коэффициентом трения. Но пройдет время, и ученые научатся получать такие структуры материалов в земных условиях. А это сразу приведет к большой экономии энергии, повысит надежность и долговечность машин и точность приборов.

Но уже сейчас можно думать о практическом применении открытия. Ведь не так уж велики затраты энергии для достижения эффекта сверхнизкого трения. Например, полная энергия пучка в наших опытах была во много раз меньше, чем энергия пучка в обычном телевизионном кинескопе. Так что затраты энергии оказываются примерно в 100 раз ниже, чем ее выигрыш при исчезновении трения

Е. ДУХОВСНОИ,

кандидат технических наук

14