[科普中国]-外表面摩擦系数

简介

如果两表面互为静止，那两表面间的接触地方会形成一个强结合力－静摩擦力，除非破坏了这结合力才能使一表面对另一表面运动，破坏这结合力－运动前的力－对其一表面的垂直力之比值叫做静摩擦系数μs，物体外表面与其他物体间产生摩擦系数称为外表面摩擦系数。

摩擦系数也被称为滑爽度，依运动的性质，它可分为动摩擦系数和静摩擦系数。摩擦存在于万物中，我们走路、开车、发动机运转、滑动手机屏幕等无时无刻不存在摩擦。而摩擦系数正是反应这种摩擦现象的基本参数。

摩擦系数主要是接触材料、界面粘染物或面润滑剂的一个特征，根据现代摩擦力理论，摩擦是接触表面原子之间的附着力引起的，当两物体相互接触时，首先是凸起部分表面原子相当地接近形成原子键，其强度与固体内部使自己聚集在一起的原子键的强度相当。表面如果非常洁净、接触非常紧密，两个互相接触的表面会粘附得非常牢固，在发生明显滑动之前出现"接点增长"，接点面积不断增大，直到整个几何接触面积成为巨大的接触点，这时摩擦力很大，甚至会超过正压力，摩擦系数可以等于、大于1，甚至更大。美国C ·基特尔等著的《伯克利物理学教程》第一卷《力学》上有一表格记载有：铜与铜静摩擦系数是1.6，橡皮与固体静摩擦系数是1.0 ～4.0 。以上均可表明摩擦系数可以等于或大于12。

摩擦系数测试方法一、平面式专用摩擦系数仪

此种仪器原理是根据薄膜或者薄片摩擦系数测试标准而设计，但不仅限于薄膜或者薄片，已经被广泛应用到玻璃、薄膜、橡胶、纸张、金属材料、涂料、导尿管等行业。以三泉中石公司生产的MXS-05A摩擦系数仪为例，其测试原理是两试验表面平放在一起，在一定的接触压力下，使两表面相对移动，记录所需的力。用所测试力除以滑块的重力即为摩擦系数值。此过程可以将静摩擦系数和动摩擦系数。需要注意的是摩擦系数指的是两种材料之间的摩擦系数，如果更换不同的材质对应同一种材料可能体现出的摩擦系数会不同。此种仪器测试精度高，专业性强，也是大多数用户采用的一种方式。

二、利用试验机测试摩擦系数

此种仪器原理与平面式专用摩擦系数仪相同，使用范围也是集中在玻璃、橡胶、纸张、薄膜、金属材料、涂料、导尿管等行业。但所采用的测试设备装置不同。利用立式试验机+平台试验装置组合而成，滑块通过一根尼龙丝连接滑块和拉力试验机的传感器。此种仪器成本较低，在普通的拉力试验机上增加辅具就可以实现，但相对专用摩擦系数仪来说认为和装置带来的误差较大1。

三、摆式摩擦系数仪

摆式仪是根据摆的位能损失等于安装于摆臂末端橡胶片滑过路面时，克服路面等摩擦所做的功。本方法主要适用于沥青路面、塑胶场地、标线等。实验目的通过测量路面的抗滑值,来评定路面和路面材料事件在潮湿状态下的抗滑性能。