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WWir haben die zeitliche Entwicklung der Gleitreibung zwischen kolloidalen Kugeln aus PMMA (mit Durchmessern von 3 µm und 9.6 µm) untersucht, die von einem AFM-Cantilever und einem SiO2-Gitter unterstützt werden, das aus abwechselnden Steigungen von ± 55° und ebenen Bereichen besteht, und einer Periodizität, die vergleichbar ist oder darunter die Kugeldurchmesser. Bei der größeren Kugel erkennen wir einen reproduzierbaren 'Reverse Stick-Slip', der sich aus der bloßen Betrachtung des Impulsausgleichs erklärt. Die Reibung ist proportional zur Normallast, wie bei einem elastischen Kontakt mit einem Keil erwartet. Mit dem gewählten Verfahren können ein Reibungskoeffizient µ = 0.30 und eine Grenzflächenscherfestigkeit τ = 0.7 GPa geschätzt werden, ohne dass eine Kraftkalibrierung erforderlich ist. Diese Reaktion unterscheidet sich sehr vom regulären Stick-Slip mit der Periodizität des Gitters, was beobachtet werden würde, wenn das bekannte Prandtl-Tomlinson-Modell für die Reibung, die auf einem periodischen Potential auftritt, auf den vorliegenden Fall skaliert werden könnte.
Publikation
Alper Özogul, Stephan Gräf, Frank A. Müller, Enrico Gnecco: "Reverse Stick-Slip on a Periodic Wedge-Shaped Micrograting", Tribology Letters 67 (2019) 29, DOI: 10.1007/s11249-019-1139-xExterner Link