abbr. SJ GMU
ISSN 2657-5841 (printed)
ISSN 2657-6988 (online)
DOI: 10.26408
Wykorzystanie mikroskopu sił atomowych w badaniach topografii powierzchni elementów łożysk
Application of an atomic force microscope in topography measurements of bearings surfaces
Abstract:
The aim of this work is to present possibilities of using atomic force microscope (AFM), specially Atomic Force Microscope NT-206, as a useful tool for conducting tribological and micro-tribological researches. Using static (contact) mode, measurements of rolling and sliding bearings and micro-bearings surfaces topography has been made. Examples of obtained data were presented as a topography maps, profile graphs through selected cross-sections and 3D diagrams of surface roughness. This paper also describes some problems met during samples preparation and proceeding of measurements of bearings surfaces topography.
Streszczenie:
Celem pracy jest zaprezentowanie możliwości zastosowania mikroskopu sił atomowych (AFM – atomic force microscope), a w szczególności mikroskopu sił atomowych NT-206, jako narzędzia wykorzystywanego w badaniach tribologicznych i mikrotribologicznych. Stosując metodę statyczną (zwaną też metodą kontaktową – contact mode), dokonano pomiarów topografii powierzchni elementów łożysk i mikrołożysk ślizgowych oraz tocznych. Przykładowe wyniki zaprezentowano w formie graficznej jako mapę topografii powierzchni, jak również pokazano profile powierzchni w wybranych przekrojach oraz obrazy badanych powierzchni w formie wykresów trójwymiarowych. Artykuł zawiera także omówienie problemów napotkanych podczas przygotowania próbek oraz przeprowadzania pomiarów topografii współpracujących powierzchni panewek, czopów łożysk ślizgowych i elementów łożysk tocznych.
Issue:
Pages:
15
31
Download full text in pdf:
References:
Atomic force microscope NT-206: Operating manual. – Minsk: A.V. Lykov Institute of Heat and Mass Transfer, 2010.
Beaulieu L.Y., Rutenberg A.D., Dahn J.R., Measuring Thickness Changes in Thin Films Due to Chemical Reaction by Monitoring the Surface Roughness with In Situ Atomic Force Microscopy, Microsc. & Microanal., 8, 2002, 422–428.
Biswas S., Hirtz M., Lenhert S., Fuchs H., Measurement of DPN-Ink Viscosity using an AFM Cantilever, Nanotech, 2010, Vol. 2, Chapter 4: NanoFab: Manufacture, Instrumentation, 231–234.
Chen H., Chen D., Wang J., Li Y., Calculated journal bearing lubrication of non-Newtonian medium with surface roughness effects, Front. Mech. Eng., China, 2006, 3, 270-275.
Chowdhury S., Laugier M.T., The use of non-contact AFM with nanoindentation techniques for measuring mechanical properties of carbon nitride thin films, Applied Surface Science, 2004, Vol. 233, Issues 1-4, 219–226.
Dymarski C., Litwin W., Wpływ chropowatości na pracę hydrodynamicznego łożyska smarowanego wodą z polimerową panwią, Tribologia, 2007, nr 1, 37-48.
Goldstein H., Invention: a beautiful noise., Journal IEEE Spectrum, IEEE Press Piscataway, USA 2004, Vol. 41, Issue 5, 50-52.
Gross L., Mohn F., Moll N., Liljeroth P., Meyer G., The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy, Science 28, 2009, Vol. 325, No. 5944, 1110–1114.
Hori K., Takahashi T., Okada T., The measurement of exonuclease activities by atomic force microscopy, European Biophysics Journal, 1997, Vol. 27, No. 1, 63–68.
Krause H., Wierzcholski K., The influence of sleeve surface roughness on the load-carrying capacity of journal bearings in a magnetic field, Wear, 1982, Vol. 80, Issue 1, 59–70.
Kung K.Y., Hsu C.H., Chen P.C., Lin J.R., Effects of Surface Roughness on Dynamic Squeeze Behavior of Partial Journal Bearings with Finite Width., Proceedings of the 5th WSEAS International Conference on Applied Mathematics, 2004, No. 25, World Scientific and Engineering Academy and Society (WSEAS), Stevens Point, Wisconsin, USA.
Linmao Q., Fang T., Xudong X., Tribological Properties of Self-Assembled Monolayers and Their Substrates Under Various Humid Environments, Tribology Letters, 2003, Vol. 15, No. 3, 169–176.
Pethica J.B., Edgell R., The Insulator Uncovered., Nature, 2001, Vol. 414, No. 6859, 27–29.
Sirghi L., Ponti J., Broggi F., Rossi F., Probing elasticity and adhesion of live cells by atomic force microscopy indentation, European Biophysics Journal, 2008, Vol. 37, fascicolo 6, 935–945.
Wierzcholski K., Miszczak A., Khudoley A., Measurement of Unused Microbearing Grooved Surfaces for Computer Ventilator., Tribologia, 2011, nr 3 (237), 143–153.
Zhang W.M., Meng G., Peng Z.K., Random surface roughness effect on slider microbearing lubrication., Micro & Nano Letters, 2010, Vol. 5, Issue 5, 347–350.