Модель Томлинсона
Модель Томлинсона , также известная как Модель Прандтля-Томлинсона , является одной из самых популярных моделей в нанотрибологии , широко используемой в качестве основы для многих исследований механизмов трения в атомном масштабе . По сути, нанонаконечник тянется пружиной по гофрированному энергетическому ландшафту. Можно ввести «параметр трения» η , чтобы описать соотношение между энергией гофрирования и упругой энергией, запасенной в пружине. Если взаимодействие иглы с поверхностью описывается синусоидальным потенциалом с амплитудой V 0 и периодичностью а, то
где k — жесткость пружины. Если η <1, наконечник непрерывно скользит по ландшафту ( режим сверхсмазывающей способности ). Если η >1, движение иглы состоит в резких скачках между минимумами энергетического ландшафта ( прилипательный режим). [ 1 ] [ 2 ]
Однако название «модель Томлинсона» исторически неверно: в этом контексте часто цитируется статья Томлинсона. [ 3 ] не содержал модели, известной как «модель Томлинсона», и предполагает наличие адгезионного вклада в трение. На самом деле именно Людвиг Прандтль предложил в 1928 году эту модель для описания пластических деформаций в кристаллах, а также сухого трения. [ 4 ] [ 5 ] Между тем многие исследователи до сих пор называют эту модель «моделью Прандтля–Томлинсона».
В России эту модель представили советские физики Яков Френкель и Т. Конторова. Дефект Френкеля прочно закрепился в физике твердого тела и жидкостей. В 1930-е годы эти исследования были дополнены работами по теории пластической деформации . Их теория, известная сейчас как модель Френкеля-Конторовой , играет важную роль в изучении дислокаций . [ 6 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Соколюк, А.; Бенневиц, Р.; Некко, Э.; Мейер, Э. (1 апреля 2004 г.). «Переход от прерывистого скольжения к непрерывному скольжению в атомном трении: вход в новый режим сверхнизкого трения». Письма о физических отзывах . 92 (13). Американское физическое общество (APS): 134301. Бибкод : 2004PhRvL..92m4301S . дои : 10.1103/physrevlett.92.134301 . ISSN 0031-9007 . ПМИД 15089616 .
- ^ Попов, Валентин Леонидович (2017). «Модель Прандтля-Томлинсона для сухого трения». Контактная механика и трение . Шпрингер, Берлин, Гейдельберг. стр. 173–192: Глава «Прандтль – Томлинсон – Модель». дои : 10.1007/978-3-662-53081-8_11 . ISBN 978-3-662-53080-1 .
- ^ Г. А. Томлинсон, Фил. Маг., 1929, т. 7, с. 905
- ^ Л. Прандтль, Мыслемодель для кинетической теории твердых тел. Журнал прикладной математики и механики , 1928, т. 8, с. 85-106.
- ^ Попов В.Л.; Грей, JAT (2012). «Модель Прандтля-Томлинсона: история и применение в области трения, пластичности и нанотехнологий». Журнал прикладной математики и механики . 92 (9): 683–708. Бибкод : 2012ЗаММ...92..683П . дои : 10.1002/замм.201200097 .
- ^ О. М. Браун, «Модель Френкеля-Конторовой: концепции, методы и приложения», Springer, 2004.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Механизм Томлинсона
- Модель Френкеля – Конторовой – Томлинсона.
- Майкл Вайс, Франц-Йозеф Элмер: Сухое трение в модели Френкеля-Конторовой-Томлинсона: динамические свойства , Journal of Physics B 104 (1997).
- Полный текст оригинальной статьи Людвига Прандтля, описывающей модель «Томлинсона», а также ее перевод на английский язык.
- Описание основных свойств модели Прандтля-Томлинсона.
 | Эта статья, посвященная нанотехнологиям, незавершена . Вы можете помочь Википедии, расширив ее . |