固體表面的吸附現(xiàn)象|熱水泵|水泵

摩擦表面經(jīng)常和周圍的介質(zhì)和氣體、潤滑劑接觸。固體表面的分子由于其周圍分子或原子吸引力的不平衡性，在表面上產(chǎn)生一個指向空間的力場，所以它有吸引別的分子的能力。當(dāng)固體表面分子吸附了周圍的一些介質(zhì)后，內(nèi)部分子對表面分子的引力得到部分抵消，表面能也隨著降低，并釋放一部分熱量。釋放的熱量稱為吸附熱。周圍介質(zhì)分子在固體表面的吸附平衡是一種動態(tài)平衡。固體表面一方面吸引周圍介質(zhì)的分子；另一方面，在固體表面被吸附的分子因不斷的熱運動，熱水泵 又有可能脫離固體表面，此過程稱為脫吸。當(dāng)吸附和脫吸的速度相等時，吸附達(dá)到平衡。吸附熱量的大小反應(yīng)周圍介質(zhì)分子在固體表面吸附的牢固程度。潤滑劑在金屬表面的吸附熱越大，吸附得也越牢固。吸附可能為物理作用，也可能為化學(xué)作用，分別稱之為物理吸附和化學(xué)吸附。

物理吸附是靠分子間的引力形成的。這種吸附并不改變吸附層的分子或電子分布，其吸附能較弱，對溫度很敏感，熱量可以使分子解吸。這類吸附一般是無選擇性的，任何固體對任何液體都有物理吸附。這種吸附速度較大且容易解吸，而且吸附與解吸是可逆的。

化學(xué)吸附是有選擇性的。這種吸附靠化學(xué)健力把周圍分子吸附在表面上，形成新的化合物。由于化學(xué)鍵力的作用范圍不超過（2~3）×10-10m，相當(dāng)于一個分子的厚度，所以化學(xué)吸附是單分子層的吸附。在有外加能源加熱時，化學(xué)吸附膜可以解吸。

4．固體表面層結(jié)構(gòu)

金屬的摩擦與磨損和它的表面層結(jié)構(gòu)有關(guān)。圖3-15所示為金屬表層的一般結(jié)構(gòu)示意圖。固體的表面是指純凈的理想表面，例如機加工過程中暴露出來的純凈表面，如果不加處理，很快就會被周圍介質(zhì)所污染，熱水泵廠家 所成各種膜。在金屬表面以內(nèi)，也因加工過程而形成不同性質(zhì)的層。在表面外層和表面內(nèi)層的各種物理和化學(xué)膜及層的性質(zhì)是不同的。在表面以下是一種加工變形層，包括畢氏層（Beilby layer）有變形層。畢氏層是一種非結(jié)晶層。它是在拋光過程中所形成的，既有金屬變形，又產(chǎn)生氧化分子，約70~100厚（1=10-10m；104=1μm）。

圖3-15  金屬表層的一般結(jié)構(gòu)

根據(jù)加工方式的不同，變形層的厚度也不同。晶粒會細(xì)化。表面晶粒細(xì)化層和材料結(jié)構(gòu)的變化層深達(dá)幾十微米。粗加工對這一層擴(kuò)展得更深些，甚至幾百微米。變形層由于硬化的作用而具有較高的硬度。畢氏層是在表面加工成形時由于材料的熔融和塑性流動而形成的薄層。根據(jù)環(huán)境的不同，在表面以上有三種薄膜組成。zui薄的是一種化學(xué)吸附膜。其次是單分子層潤滑膜（普通臟污膜），這是zui基本的邊界層。zui厚的氧化膜，它是由復(fù)合的氧化物組成，越接近空氣，氧鐵比越高（Fe-FeO-Fe3O4-Fe2O3）。氧化膜的性質(zhì)和零件本身材料的性質(zhì)截然不同。在摩擦過程中，表層膜的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及破裂、再生的規(guī)律對摩擦性能影響很大。若摩擦主要發(fā)生在膜層內(nèi)，膜的存在使金屬摩擦表面不易發(fā)生粘著，則摩擦系數(shù)將降低，磨損可能減少。