Đệm cao su nhựa teflon kháng mài mòn

Trong những năm đầu 1950, các thí nghiệm để mô phỏng bề mặt cao su bị mài mòn được thực hiện. Trong các thí nghiệm, một cây kim sắc và một cây kim có đầu hình bán cầu nhỏ, đường kính 1mm, được dùng để mô phỏng lần lượt các điểm lồi lên rất sắc và tròn trên bề mặt vật rắn thô mài mòn.

Khi một cây kim có đầu hình bán cầu trượt ngang qua bề mặt cao su dưới điều kiện chịu tải lớn, một chuỗi các rãnh xé hai bên không liên tục được tạo thành trên bề mặt cao su. Sự phá hủy bề mặt theo chu kỳ này cho thấy sự tồn tại của cơ chế dính-trượt trong quá trình trượt. Cao su dính cục bộ vào bán cầu và được kéo giãn theo hướng di chuyển cho tới khi lực đàn hồi vượt quá lực má sát trượt, và cao su co lại. Sự tập trung ứng suất kéo được ghi nhận ở phía sau khu vực tiếp xúc. Khoảng cách giữa các vết xé theo hướng di chuyển và kích thước mỗi vết xé tăng lên khi độ cứng của cao su giảm, độ biến dạng đàn hồi lớn. Vì vậy, sự mài mòn do quá trình trượt lặp lại là do sự mở rộng các vết xé theo hướng vuông góc với hướng di chuyển.

Trong trường hợp bề mặt cao su bị cào bởi một cây kim sắc, ứng suất kéo hơn so với trường hợp trên, làm cho bề mặt cao su bị phá hủy nghiêm trọng hơn. Tương tự như trên, các đường biến dạng trên bề mặt cao su cách đều nhau và vuông góc với hướng chuyển động tương đối, ghi nhận sự tập trung ứng suất trong vùng lân cận điểm kim. Ngược với trên, tập trung ứng suất trước điểm kim là lớn nhất, nhưng do sự kết dính ma sát giữ cao su và kim trong khu vực này làm cho cao su không bị xé. Thay vào đó, cao su bị xé ở điểm mà nó mất tiếp xúc với kim lần đầu tiên, và vết xé phát triển hai bên theo hướng vuông góc với hướng chuyển động.

Một số điều rút ra được khi nghiên cứu mài mòn cao su do tiếp xúc điểm: chiều dài của vết xé tỷ lệ với bề rộng tiếp xúc giữa vật mài mòn và cao su, thể tích cao su mài mòn tỷ lệ với chiều dài vết xé.

Tham khảo từ tài liệu Tribology of Elastomers, Si-wei Zhang, Elsevier Science, 2004, trang 39 - 42
(vtp-vlab-caosuviet)

Tính kháng mài mòn duy trì hoạt động kéo dài của bánh xe cao su