Theoretical justification of the influence of change of dilaton and compression bonds of atoms of materials of machine parts on their tribological effect

Abstract

The course of friction and wear processes in the surface layers of conjugations of machine parts is clarified on the basis of the idea of dilaton and compression bonds of atoms in the materials of parts. Dilaton-compression connections are random in nature, and therefore in this work the theory of destruction of parts by S.M. Zhurkov, thermodynamic and quantum physical approaches. The entropy at the macro-, meso- and microscopic levels and the local regions of the materials of conjugation of the parts subject to friction loading are considered. In the diagram of the state of atomic-molecular bonds the dependence curve Fi(ri) or Ti(ri) is considered and the analysis of transformations of bonds according to the specified diagram is carried out. From the point of view of solid state physics and tribophysics, the manifestation, evolution and consequences of the influence on the characteristics and properties of the friction zone of dilaton and compression bonds of material atoms are considered. Composite materials (composite coatings) are substantiated in more detail. This takes into account the assessment of the concept of material stresses in the friction zone, the ability to relax it, as well as the presence of the SD effect. The fracture process is associated with the modulus of elasticity of the components of the composite material and the bulk content of the filler. An appropriate condition is proposed, which determines the tribological efficiency of composite materials and coatings. З'ясовано протікання процесів тертя та зношування в поверхневих шарах спряжень деталей машин на основі уявлення про ділатонні і компресонні зв'язки атомів в матеріалах деталей. Ділатонно-компресонні зв'язки мають випадкову природу, а тому в даній роботі використано теорію руйнування деталей С.М. Журкова, термодинамічний та квантово-фізичний підходи. Розглянуто ентропію на макро-, мезо- і мікроскопічному рівнях та локальні області матеріалів спряження деталей, що підлягають навантаженню тертям. В діаграмі стану атомно-молекулярних зв'язків розглянуто криву залежності Fi(ri) або Ti(ri) та здійснено аналіз перетворень зв'язків згідно зазначеної діаграми. З точки зору фізики твердого тіла та трибофізики розглянуто прояв, еволюція та наслідки впливу на характеристики і властивості зони тертя ділатонних та компресонних зв'язків атомів матеріалу. Більш детально обґрунтовано композиційні матеріали (композиційні покриття). При цьому враховується оцінка концепції напружень матеріалу в зоні тертя, здатність релаксувати її, а також наявність SD-ефекту. Процес руйнування пов'язується з модулями пружності компонентів композиційного матеріалу та об'ємного вмісту наповнювача. Запропоновано відповідну умову, яка визначає трибологічну ефективність композиційних матеріалів та покриттів.