普渡大学的一组研究人员发现,当固体金属相互滑动时,会发生一种类似流体的旋转行为。这一发现为材料的磨损特性提供了新的线索,并可能有助于开发更耐用的金属部件。欧洲杯足球竞彩滑动发生在许多类型的机械中,包括发动机活塞和轴承。
该团队由工业工程教授Srinivasan Chandrasekar和博士后研究员Yang Guo和Narayan Sundaram组成。他们利用高速照相机和显微镜来研究这一现象。
在流体中观察到类似旋流的行为,但在固体中没有。金属之间的滑动导致金属表面形成褶皱、凸起、裂纹和涡状特征。这些地层是在常温下形成的。
传统上认为,多次的摩擦会使金属脱落。然而,研究人员假设,当表面折叠存在时,裂缝会很快发生,加速磨损。
在一个专门的实验室里,研究小组将一块楔形的钢片滑动到一块铜片上。使用高速摄影机以视频形式捕捉材料的行为。对滑动金属施加了力。拍摄的视频揭示了铜材料表面以下的流动。流程显示为彩色编码层。在钢件之前形成的小凸起。随后是旋涡状运动,随后形成浅裂纹。
当钢件和铜表面呈锐角时,会发生更多的折叠和开裂。部分原因可能是金属拉伸时出现的“颈缩”现象。
晶粒是构成金属的晶体群。具有小颗粒的金属表面可能能够更好地承受折叠和裂纹形成。必须对晶粒尺寸的作用以及固体金属表现为流体的条件进行更多的研究。
这项研究发表在《物理评论快报》杂志上。
资料来源:http://www.purdue.edu/