Charge sensitive techniques in tribology studies

• Autorzy: Zharin A. L. , Pantsialeyeu K. , Opielak M. , Rogalski P.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.11.58

Warianty tytułu

PL

Badanie zmian występujących na powierzchniach materiałów pod wpływem tarcia za pośrednictwem ciągłej i nieniszczącej metody analizy pracy wyjścia elektronu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The goal of the present work was to study of changes occurring at the surface materials during friction by the continuous non-destructive testing of electron work function. The paper describes the electronic work function measurements by the contact potential difference techniques (the Kelvin-Zisman, the Non-vibration and the Ionization capacitors), and experimental demonstration of the possibility of their application for the analysing of the friction processes. The techniques of tribological studies using charge sensitive probes are developed. Examples of measurements work function during friction for the bronze and steel samples are present. The study work function directly in the process of friction possible to determine the modes of friction and dynamics of defects on the surface friction identify spots of destruction on local microroughnesses, the surface topology evolution.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie zmian występujących na powierzchniach materiałów pod wpływem tarcia za pośrednictwem ciągłej i nieniszczącej metody analizy pracy wyjścia elektronu. W pracy przedstawiono pomiary funkcji pracy wyjścia elektronów określone za pośrednictwem techniki kontaktowej różnicy potencjałów (metoda Kalvin-Zisman’a, metoda bezwibracyjna i kondensatorów jonizacyjnych), oraz doświadczalne zastosowanie tych metod w analizie procesu tarcia. Opracowano techniki badań tribologicznych wykorzystujących sondy ładunku elektrycznego. Przedstawiono przykładowe wyniki pomiarów pracy wyjścia elektronów podczas tarcia, dla próbek ze stali I brązu. Analiza funkcji wyjścia bezpośrednio w trakcie występowania tarcia umożliwiła określenie rodzajów tarcia, dynamiki powstawania defektów, identyfikacji uszkodzeń lokalnych mikrochropowatości oraz ewolucji topologii powierzchni ścieranej.

Słowa kluczowe

EN

electron work function; contact potential difference; surface; friction

PL

praca wyjścia elektronu; kontaktowa różnica potencjałów; powierzchnia; tarcie

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 11
• Strony: 239--243
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Zharin A. L.

• Belarusian National Technical University, Nezavisimisty Ave., 65, 220013 Minsk, Belarus

autor

Pantsialeyeu K.

• Student, Belarusian National Technical University, Nezavisimisty Ave., 65, 220013 Minsk, Belarus

autor

Opielak M.

• Lublin University of Technology, Department of Transport, Internal Combustion Engines and Ecology, 38a Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin, Poland

autor

Rogalski P.

• Lublin University of Technology, Department of Electrical Devices and H.V. Technology, 38a Nadbystrzycka Str., 20-618 Lublin, Poland

Bibliografia

• [1] Tyavlovsky A.K., Zharin A.L., System for the potential map of metal and semiconductor surfaces monitoring, Pomiary, Automatyka, Komputery w Gospodarce i Ochronie Środowiska, (2010), n.1, 24-27.
• [2] Sharonov G.V., Zharin A.L., Muhurov N.I., Pantsialeyeu K.U., Control of metal surfaces, machined in accordance with diamond nanomachining technology, of the electron work function, Devices and Methods of Measurements, 6 (2015), n.2, 196-203.
• [3] Pantsialeyeu K.V., Svistun A.I., Zharin A.L., Methods for local changes in the plastic deformation diagnostics on the work function, Devices and Methods of Measurements, (2015), n. 1, 56-63
• [4] Vorobey R.I., Gusev O.K., Tyavlovsky A.K., Svistun A.I., Shadurskaja L., Yarzhembiyskaja N., Kierczynski K., Controlling the characteristics of photovoltaic cell based on their own semiconductors, Przeglad Elektrotechniczny, (2015), n.8, 81-85.
• [5] Pantsialeyeu K.V., Svistun A.I., Zharin A.L., Methods for work function measurements for the test of a surface in a during friction, Devices and Methods of Measurements, (2014), n. 2, 107-113, (in Russian).
• [6] Casals N., Nazarov A., Vucko F., Pettersson R., Thierry D., Influence of Mechanical Stress on the Potential Distribution on a 301 LN Stainless Steel Surface, Journal of The Electrochemical Society, 162 (2015), n. 9.
• [7] Spencer N.D., Tysoe W.T. The Cutting Edge of Tribology: A Decade of Progress in Friction, World Scientific, (2015)
• [8] Buehler M.J., Atomistic modelling of materials failure, Springer, (2008).
• [9] Spencer N.D., Tailoring Surfaces: Modifying Surface Composition and Structure for Applications in Tribology, Biology and Catalysis, IISc Centenary Lecture Series, World Scientific, 5 (2011).
• [10] Zharin A.L., Rigney D.A., Application of the contact potential difference technique for on-line rubbing surface monitoring (review), Tribology Letters, 4 (1998), 205-213.
• [11] Zharin A.L., Contact Potential Difference Techniques As Probing Tools in Tribology and Surface Mapping / Scanning Probe Microscopy in Nanoscience and Nanotechnology, 2nd ed, Springer, (2010), 687-720.
• [12] Zharin A.L., [Method of contact potential difference and its application in tribology], Bestprint Publ., (1996), (in Russian).
• [13] Danyluk S., Zharin A., Zanoria E., Hamall K., Reid L., The nonvibrating capacitance probe for wear monitoring, Patent US, n.RE39803 E, (2007).
• [14] Danyluk S., Zharin A., Contact potential difference ionization detector, Patent US, n.6717413, (2004).
• [15] Tyavlovsky A.K., Zharin A.L., Gusev O.K., Kierczynski K., Kelvin Probe error compensation ased in harmonic analysis of measurement signal, Przeglad Elektrotechniczny, (2014), n.3, 251-254.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.