Synergetic theory of ultra-thin lubricant film melting

Abstract

Плавлення ультратонкої плівки мастила в процесі тертя між атомно плоскими поверхнями подають як результат дії пружного поля зсувної компоненти напружень, що спонтанно з`являються в разі зовнішнього надкритичного нагрівання. Кінетику переходу між твердими та рідкими станами описують рівняння в`язкопружного середовища типу Максвелла і Фойгта-Кельвіна та релаксаційне рівняння для температури. З`ясовано, що ці рівняння формально збігаються з синергетичною системою Лоренца, де напруження відіграють роль параметра порядку, спряжене поле зводиться до пружної зсувної деформації і температура є провідним параметром. У рамках адіабатичного наближення знайдено стаціонарні значення цих величин. З урахуванням деформаційного дефекту модулю зсуву доведено, що плавлення мастила відбувається за механізмом переходу першого роду. Критична температура поверхонь тертя підвищується зі збільшенням характерного значення зсувної в`язкості і знижується зі збільшенням значення модулю зсуву за лінійним законом. При цитуванні документа, використовуйте посилання http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3655

We represent a melting of ultra-thin lubricant film at friction between atomically flat surfaces as a result of action of spontaneously appearing elastic fields of stress shear component that is caused by the external supercritical heating. The kinetics of this solid-liquid transition is described by the Maxwell-type and Voigt-Kelvin equations for viscoelastic matter as well as by relaxation equation for temperature. We show that these equations coincide formally with the synergetic Lorenz system, where the stress acts as the order parameter, the conjugate field is reduced to the elastic shear strain, and the temperature is as the control parameter. Using the adiabatic approximation we find the steady-state values of this quantities. Taking into account deformational defect of the shear modulus we show that lubricant melting is realized according to mechanism of the first-order transition. The critical temperature of friction surfaces increases with growth of the characteristic value of shear viscosity and decreases with growth of the shear modulus value linearly. При цитировании документа, используйте ссылку http://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/3655