Гаркунов Д.Н. Триботехника. Износ и безызносность. Страница 171

Трение, повышая энергию решетки металла, снижает работу выхода электронов и в зависимости от среды и режима нагрузки вызывает возникновение экзоэлектронной эмиссии.

Возникновение туннельного эффекта связано с квантовыми свойствами частиц, с тем что их движение имеет волновой характер. Благодаря этому эффекту химическая энергия, необходимая для протекания некоторых реакций (в том числе и выделения водорода), снижается на порядки.

Туннельный эффект в простейшем случае состоит в том, что частица, первоначально локализованная по одну сторону потенциального барьера - области, где потенциальная энергия частицы превышает ее полную энергию, может с отличной от нуля вероятностью проникнуть через барьер и быть обнаруженной по другую его сторону. Туннельный эффект - явление квантовой природы, не имеющее аналога в классической механике; оно лежит в основе многих важных физических процессов в том числе и в основе реакции выделения водорода при гидратации.

Эмитированные из металла при трении электроны имеют первоначально избыточную энергию, которую они быстро теряют путем столкновения с молекулами воды, а затем гидратируются или вступают в химическую реакцию с присутствующими акцепторами. В гидратиро- ванном состоянии электрон существует только одну миллисекунду, после чего молекула воды распадается на водород и гидроксильный ион:

Обратная реакция практически никогда не идет самопроизвольно [39].

Из большого числа окислительно-восстановительных реакций, идущих при трении различных материалов с выделением водорода, приведенная выше является наиболее производительной.

Частичное подавление процесса экзоэлектронной эмиссии достигается путем использования модификаций избирательного переноса. Так, при применении металлоплакирующих смазок снижаются удельные давления, прекращается деформация основного металла, возрастает электропроводность зоны контакта.