Механизм образования сервовитной пленки

Итак, жидкости с молекулами большой  длины, содержащие в растворе поверхностно-активные вещества, образуют над монослоем полярных молекул граничный слой, в котором молекулы расположены не беспорядочно, как в объеме жидкости, а правильно ориентированы. Граничные слои находятся в особом агрегатном состоянии, имея квазикристаллическую структуру, что дает основание говорить об особой фазе жидкости — граничной фазе. При некоторой температуре пленка квазикристаллической структуры как бы расплавляется: силы продольной когезии между молекулами исчезают, происходит дезориентация адсорбировавшихся молекул и теряется способность смазочного материала к адсорбции. Температура дезориентации на химически неактивных металлах для жирных кислот близка к температуре их плавления (40...80°С), а на химически активных металлах — к температуре плавления их металлических мыл (90...150°С).

Кроме описанного вида адсорбции цепных молекул с ориентацией, перпендикулярной поверхности твердого тела, существует другой вид адсорбции, когда оси  цепных молекул лежат в плоскости, касательной к поверхности твердого тела. Такую "лежачую" ориентацию приобретают неполярные молекулы углеводородов; способны к ней и цепные молекулы с полярными группами на обоих своих концах, например, двухосновные жирные кислоты СООН—(СН₂)—СООН (рис. 2.4). Если карбоксильная группа расположена посередине цепной молекулы, то обе ветви цепи могут занимать различное положение относительно нормали к поверхности (рис. 2.5) [1]. Такую ориентацию имеют молекулы мыл жирных кислот и двухвалентных металлов покрывая шероховатость поверхностей стальных деталей, которые практически не участвуют в процессе трения. Структура пленки отличается от структуры обычной меди; она квазижидкая — имеет много вакансий и мало дислокаций, образовалась в процессе трения (в стесненных условиях). Об этом изложено далее.

Теперь вспомним принцип работы узла трения, созданного природой, — сустав живого организма: работает мягкий материал по мягкому материалу. Нагрузка распределяется равномерно по поверхности трения, поэтому на единицу площади она незначительна. Это способствует продлению жизни узла трения. Такая же картина происходит и при работе узла трения в режиме ИП.