本文标题："被吸附气体对摩擦的效应的作用-金属研究实验显微镜"

被吸附气体对摩擦的效应的作用-金属研究实验显微镜

被吸附气体对摩擦的效应

只要承认摩擦和粘附之间的连系，即可理解被吸附气体的膜所产
生的调节作用。
许多对摩擦的测量是以平常方法“清洁的”金属进行的，但是这
种金属几乎总罩有一层氧化物，还常常有油脂肪和沥青物质，这些
都会降低表面力，因而减少摩擦，如前所述，从固体、特别是从金
属除去这类膜是极其困难的，所以许多摩擦实验实际上是与污染的
表面上进行的，采用化学和机械的清洁方法，发现摩擦系数略有增
加，然而很少高达1，为了完全除去这种膜，需要在很高温度下除
去这种膜，避免清洁金属不受污染是极其困难的，以镍在钨上滑动
为例，经在1200℃除气后，摩擦系数由“正常”值0.3增加到5到6
之间，但是导入空气，摩擦开始下降，经几小时后，又复到0.3.



金属在空气中不可免地要罩上厚几十烃的氧化物的锈怪，如水分
或其他污染物存在，平常遇到的金属的摩擦表现大部分取决于这种
氧化物层的物理性质，是以，铅在铝上滑动时，在广泛的负荷范围
内，值约为1.2；但是铜在铜上滑动，对小负荷时很小，约为0.4；
但当负荷大于100克时，增加到1.8的高值，这或许是因为铝上的氧
化膜硬，并且保持完整，而铜上的氧化物膜软，在重负时破裂，因
而使得金属对金属广泛的接触。

石墨作为润滑剂
在熟悉的固态润滑剂石墨上，进行过的一些实验，极有意味地表
示出气体或蒸气吸附的膜对摩擦的影响，测量了装置在可抽真空的
空间内的石墨棒和以高速旋转的铜盘问的摩擦，并且摩擦是在真空
中测定，石墨不再起润滑剂的作用，摩擦系数正常的是0.18，升高
到0.80，并且石墨以可见的速度磨蚀，当导入水蒸气到3毫米压力
，磨蚀停止，得到基本上相似的结果，在1200℃除气以后，升高到
约0.5，但是当水蒸气导入时，立刻降低，降低程度取决于蒸气压
，在压力为0.1毫米时，最后到达0.3，对氧发现相似的结果，对于
两种气体，当用泵抽去气体时，重新升高，表明一定是牵涉物理吸
附，可能是在化学吸附膜之上。
取向本身并不导致低的摩擦，而很好的取向的存在，是微晶间粘
附弱的标示，并且，弱的粘附很容易地会使摩擦降低。


吸附力-优先吸附

从溶液中吸附，象从气体和蒸气中吸附，可以是物理的或化学的
，前者比较普通，它牵涉色散力，如吸附物或吸附剂两者或其中之
一是极性的，还伴随着有静电力，以商品石墨为例，曾得到证明，
如苯-2-磺酸类磺酸染料是靠色散力从水溶液中被吸取的，而碱性
染料是靠它们的正离子与石墨上双电层中的氩离子发生离子交换而
被吸附的，由于石墨的粒度是已知的，因而它的面积，从而每平方
厘米被吸附的分子数是可以计算的，在相当低的浓度吸附量已相当
于一个完全单层在较高浓度相当于浸的多分子层，清楚地在这例子
里，溶质比溶剂优先被吸附，引起强范德华力，对于氧化碱性染料
是借离子交换吸附，而磺酸染料是借氩键吸附。

各种染料在卤化银上的吸附再次突出地显现优先，关于采用这些
染料作为“光学敏感剂”，可以将照相敏感扩大到比末加染料的乳
胶能起作用的，更长的波长范围，这问题是重要的，典型的是正离
子染料，它的电荷并不局限于分子中，而往复振荡，从而引起非常
高的范德华力，碘化二甲基莆在7%明胶中的化银可以算出每个染料
分子所占据的对应面积是73.6A，这可以与算出的、垂直取向的密
砌膜的面积59A对比，换言之，即使在这微小的浓度，已形成了基
本上完整的单层，所以，染料与水玫明胶比较，是高度在优先吸附
。
组分A与B对比 是否表面优先吸附，当然取决于A或B分子和固体
间分别作用的力相对强度，而这相对强度取决于A和B的本性，是以
可能A会在一固体优先吸附，而B在另一个体，数据相当有力地表示
了这一点，其中乙醇被人-苯溶液中优先，但是苯被木炭优先吸附
，这种相对优先性不是没有料到，离子吸附剂的极性的醇的相互作
用应比对非极性的苯强，而木炭，基本上一个凝聚的芳香物系，对
苯及其衍生我的吸引应该比对脂肪醇的高。

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