Skip to main content
Erschienen in: Tribology Letters 2/2010

01.08.2010 | Original Paper

Monte Carlo Simulations for Tomlinson Sliding Models for Non-Sinusoidal Periodic Potentials

verfasst von: Octavio Javier Furlong, Sergio Javier Manzi, Victor Daniel Pereyra, Victor Bustos, Wilfred T. Tysoe

Erschienen in: Tribology Letters | Ausgabe 2/2010

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

It is shown that the velocity dependence of a tungsten tip sliding against a mica surface cannot be fit to a semi-empirical analytical solution of the Tomlinson/Prandtl model using a simple sinusoidal sliding potential. This could be due to invalid assumptions in the model itself. However, if it is assumed that the periodic sliding potential is much sharper than a simple sinusoid, quantitative agreement between the experimental velocity dependence of the sliding force and theory is obtained using a single variable parameter, the height of the surface potential. Sliding is modeled in this case using Monte Carlo theory, and it is found that the height of the potential varies linearly with the normal load.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat Tomlinson, G.A.: A molecular theory of friction. Philos. Mag. 7, 905–937 (1929) Tomlinson, G.A.: A molecular theory of friction. Philos. Mag. 7, 905–937 (1929)
2.
Zurück zum Zitat Prandtl, L.: Ein Gedankenmodell zur kinetischen Theorie der festen Körper. Z. Angew. Math. Mech. 8, 85 (1928)CrossRefMATH Prandtl, L.: Ein Gedankenmodell zur kinetischen Theorie der festen Körper. Z. Angew. Math. Mech. 8, 85 (1928)CrossRefMATH
3.
Zurück zum Zitat Carpick, R.W., Salmeron, M.: Scratching the surface: fundamental investigations of tribology with atomic force microscopy. Chem. Rev. 97, 1163–1194 (1997)CrossRefPubMed Carpick, R.W., Salmeron, M.: Scratching the surface: fundamental investigations of tribology with atomic force microscopy. Chem. Rev. 97, 1163–1194 (1997)CrossRefPubMed
4.
Zurück zum Zitat Gnecco, E., Bennewitz, R., Gyalog, T., Meyer, E.: Friction experiments on the nanometre scale. J. Phys.: Condens. Matter 13, R619–R642 (2001)CrossRefADS Gnecco, E., Bennewitz, R., Gyalog, T., Meyer, E.: Friction experiments on the nanometre scale. J. Phys.: Condens. Matter 13, R619–R642 (2001)CrossRefADS
5.
Zurück zum Zitat Gnecco, E., Bennewitz, R., Gyalog, T., Loppacher, Ch., Bammerlin, M., Meyer, E., Güntherodt, H.H.: Velocity dependence of atomic friction. Phys. Rev. Lett. 84, 1172–1175 (2000)CrossRefPubMedADS Gnecco, E., Bennewitz, R., Gyalog, T., Loppacher, Ch., Bammerlin, M., Meyer, E., Güntherodt, H.H.: Velocity dependence of atomic friction. Phys. Rev. Lett. 84, 1172–1175 (2000)CrossRefPubMedADS
6.
7.
Zurück zum Zitat Riedo, E., Gnecco, E., Bennewitz, R., Meyer, E., Brune, H.: Interaction potential and hopping dynamics governing sliding friction. Phys. Rev. Lett. 91, 084502 (2003)CrossRefPubMedADS Riedo, E., Gnecco, E., Bennewitz, R., Meyer, E., Brune, H.: Interaction potential and hopping dynamics governing sliding friction. Phys. Rev. Lett. 91, 084502 (2003)CrossRefPubMedADS
8.
Zurück zum Zitat Fusco, C., Fasolino, A.: Velocity dependence of atomic-scale friction: a comparative study of the one- and two-dimensional Tomlinson model. Phys. Rev. B. 71, 045413 (2005)CrossRefADS Fusco, C., Fasolino, A.: Velocity dependence of atomic-scale friction: a comparative study of the one- and two-dimensional Tomlinson model. Phys. Rev. B. 71, 045413 (2005)CrossRefADS
9.
Zurück zum Zitat Socoliuc, A., Bennewitz, R., Gnecco, E., Meyer, E.: Transition from stick-slip to continuous sliding in atomic friction: entering a new regime of ultralow friction. Phys. Rev. Lett. 92, 134301 (2004)CrossRefPubMedADS Socoliuc, A., Bennewitz, R., Gnecco, E., Meyer, E.: Transition from stick-slip to continuous sliding in atomic friction: entering a new regime of ultralow friction. Phys. Rev. Lett. 92, 134301 (2004)CrossRefPubMedADS
10.
Zurück zum Zitat Porto, M., Zaloj, V., Urbakh, M., Klafter, J.: Macroscopic versus microscopic description of friction: from Tomlinson model to shearons. Tribol. Lett. 9, 45–54 (2000)CrossRef Porto, M., Zaloj, V., Urbakh, M., Klafter, J.: Macroscopic versus microscopic description of friction: from Tomlinson model to shearons. Tribol. Lett. 9, 45–54 (2000)CrossRef
11.
Zurück zum Zitat Furlong, O., Manzi, S., Pereyra, V., Bustos, V., Tysoe, W.T.: Kinetic Monte Carlo theory of sliding friction. Phys. Rev. B. 80, 153408 (2009)CrossRefADS Furlong, O., Manzi, S., Pereyra, V., Bustos, V., Tysoe, W.T.: Kinetic Monte Carlo theory of sliding friction. Phys. Rev. B. 80, 153408 (2009)CrossRefADS
12.
Zurück zum Zitat Dienwiebel, M., Pradeep, N., Verhoeven, G.S., Zandbergen, H.W., Frenken, J.W.M.: Model experiments of superlubricity of graphite. Surf. Sci. 576, 197–211 (2005)CrossRefADS Dienwiebel, M., Pradeep, N., Verhoeven, G.S., Zandbergen, H.W., Frenken, J.W.M.: Model experiments of superlubricity of graphite. Surf. Sci. 576, 197–211 (2005)CrossRefADS
13.
Zurück zum Zitat Krylov, S.Y., Frenken, J.W.M.: The crucial role of temperature in atomic scale friction. J. Phys.: Condens. Matter 20, 354003 (2008)CrossRef Krylov, S.Y., Frenken, J.W.M.: The crucial role of temperature in atomic scale friction. J. Phys.: Condens. Matter 20, 354003 (2008)CrossRef
14.
15.
Zurück zum Zitat Cannara, R.J., Brukman, M.J., Cimatu, K., Sumant, A.V., Baldelli, S., Carpick, R.W.: Nanoscale friction varied by isotopic shifting of surface vibrational frequencies. Science 318, 780–783 (2007)CrossRefPubMedADS Cannara, R.J., Brukman, M.J., Cimatu, K., Sumant, A.V., Baldelli, S., Carpick, R.W.: Nanoscale friction varied by isotopic shifting of surface vibrational frequencies. Science 318, 780–783 (2007)CrossRefPubMedADS
16.
Zurück zum Zitat Mo, Y.F., Müser, M.H., Szlufarska, I.: Origin of the isotope effect on solid friction. Phys. Rev. B. 80, 155438 (2009)CrossRefADS Mo, Y.F., Müser, M.H., Szlufarska, I.: Origin of the isotope effect on solid friction. Phys. Rev. B. 80, 155438 (2009)CrossRefADS
17.
Zurück zum Zitat Sales, J.L., Uñac, R.O., Gargiulo, M.V., Bustos, V., Zgrablich, G.: Monte Carlo simulation of temperature programmed desorption spectra: a guide through the forest for monomolecular adsorption on a square lattice. Langmuir 12, 95–100 (1996)CrossRef Sales, J.L., Uñac, R.O., Gargiulo, M.V., Bustos, V., Zgrablich, G.: Monte Carlo simulation of temperature programmed desorption spectra: a guide through the forest for monomolecular adsorption on a square lattice. Langmuir 12, 95–100 (1996)CrossRef
18.
Zurück zum Zitat He, G., Robbins, M.O.: Simulations of the kinetic friction due to adsorbed surface layers. Tribol. Lett. 10, 7–14 (2001)CrossRef He, G., Robbins, M.O.: Simulations of the kinetic friction due to adsorbed surface layers. Tribol. Lett. 10, 7–14 (2001)CrossRef
Metadaten
Titel
Monte Carlo Simulations for Tomlinson Sliding Models for Non-Sinusoidal Periodic Potentials
verfasst von
Octavio Javier Furlong
Sergio Javier Manzi
Victor Daniel Pereyra
Victor Bustos
Wilfred T. Tysoe
Publikationsdatum
01.08.2010
Verlag
Springer US
Erschienen in
Tribology Letters / Ausgabe 2/2010
Print ISSN: 1023-8883
Elektronische ISSN: 1573-2711
DOI
https://doi.org/10.1007/s11249-010-9632-2

Weitere Artikel der Ausgabe 2/2010

Tribology Letters 2/2010 Zur Ausgabe

    Marktübersichten

    Die im Laufe eines Jahres in der „adhäsion“ veröffentlichten Marktübersichten helfen Anwendern verschiedenster Branchen, sich einen gezielten Überblick über Lieferantenangebote zu verschaffen.