Ученые рассмотрели вихри при скольжения металлов

8hCz3VZXOS41

Износ металлической поверхностности оказался связан с появлением вихрей. Инженеры из университета Пердью смогли заснять на видео процесс образование дефектов при скольжении металлов друг об друга. Оказалось, что при этом более мягкий металл ведет себя  подобно жидкости и образует характерные вихри. Работа ученых опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society A, кратко о ней можно прочитать на сайте университета, а снятое видео выложено на Youtube.

На фото: Дефекты, вызванные скольжением металлов. Изображение: Purdue University School of Industrial Engineering image/Anirban Mahato

В эксперименте полосу из более мягкого металла (алюминия или меди) протягивали под клином, сделанным из металла большей твердости (стали). За тем, как при этом сминаются слои мягкого металла, наблюдали с помощью микроскопа высокого разрешения.  

Оказалось, что при превышении некого критического угла атаки стального клина на поверхности мягкого металла начинают появляться вихри. Они имеют характерный размер около 5-20 микрометров и напоминают микроскопическую стружку или щепки. В процессе скольжения на микроуровне металл ведет себя подобно жидкости — его движение  в зависимости от угла атаки может быть ламинарным или турбулентным.  

Появление дефектов на поверхности металлов при скольжении ранее уже было показано. Известно, например, что оно играет важную роль при износе поршней двигателей внутреннего сгорания. При этом установить причину этого эффекта и заснять его «в работе», по словам авторов, удалось впервые.