14. Методы экспериментального определения фактической площади контакта шероховатых тел

• Оптические методы

• Электронная микроскопия

• Рентгеновский спектральный микроанализ

• Дифракция медленных электронов

• Дифракция рентгеновских лучей

• Эмиссия электронов

• Измерение работы выхода электронов

Оптический – наиболее распространена оптическая микроскопия полированных металлических поверхностей.

Используют металлографы и микроскопы. с помощью них можно определить плотность дислокаций, размеры и формы частиц износа.

Электронная – для изучения микрогеометрических поверхностей, характеристик кристаллографии, а также дефектов структуры.

Электронная электроскопия – метод основан на том, что электроны, ускоренные до некоторого значения энергии, обладают свойствами волны определеннной длины, причем длина волны маленькая, что обеспечивает высокую разрешающую способность. Изображение получают благодаря проходящим и отраженным лучам. ПЭМ – просвечивающие электронные микроскопы позволяют получить разрешение до 10 Å(10^-4 мкм), они могут обнаружить шероховатость молекулярного порядка. Недостаток ПЭМ – необходимо снимать тонкие, прозрачные для электронов реплики (отпечатки с поверхности).

Для исследования поверхности трения удобнее использовать отражательные электронные микроскопы. изображения в таких получаются в следствие разного рассеивания электронов различными участками поверхности в зависимости от материала или рельефа.

РЭМ – растровые электронные микроскопы – изображение получается на экране электронно-лучевой трубки, разрешение хуже чем у ПЭМ(50-100 Å).

Основное преимущество электронных микроскопов от оптических – большее увеличение.

Рентгеновский спектральный анализ –поверхность облучают электронным пучком, при этом возникает ренг. излучение в виде сплошного и характеристического спектров.

Дифракция медленных электронов – поверхность облучается пучком медленных электронов с энергией менее 500 эВ. Проникающая способность пучка – несколько атомных диаметров, что позволяет исследовать именно поверхностный слой. Метод основан на изучении дифракционной картины, возникающей в результате рассеивания электронов атомами кристаллической решетки. Прибор – электронограф.

Дифракция рентгеновских лучей – принципиально не отличается от предыдущего, но более глубокая проницаемость рентгеновских лучей не позволяет исследовать тонкий поверхностный слой.

Метод эмиссии электронов - эмиссия – вылет электронов с поверхности металлов, который может быть вызван различными причинами(нагрев, световой пучок и тд). Ускоряя эмитированные элементы и пропуская их через систему нагнетательных линз, можно получить изображение объекта, наглядно характеризующее распределение энергии электронов, в том числе распределение работы выхода электронов по поверхности.

Измерение работы выхода электронов – работа выхода очень чувствительна к наличию поверхностных пленок и может быть использована для изучения кинетики образования окисных, сульфидных и других пленок. Наиболее распространен метод определения работы выхода электронов по КРП между заданной поверхностью и золотым электродом сравнения.