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Erschienen in: Tribology Letters 3/2014

01.09.2014 | Original Paper

Temperature Dependences in the Tomlinson/Prandtl Model for Atomic Sliding Friction

verfasst von: Sergio J. Manzi, Wilfred T. Tysoe, Octavio J. Furlong

Erschienen in: Tribology Letters | Ausgabe 3/2014

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Abstract

The temperature dependence of the Tomlinson/Prandtl model for nanoscale sliding friction is analyzed by considering the properties of the initial and final states between which the tip can move, as well as the energy barrier between them, for various sliding regimes defined by the value of the corrugation factor γ. When γ < 1, the friction force tends to zero, defining a so-called superlubricious regime. The most commonly observed behavior is found for γ > 4.603, where the friction force increases monotonically with increasing sliding velocity up to a critical value equal to the value of F * (lateral force at T = 0) and monotonically decreases with temperature from F * at T = 0. However, completely different behavior is found when 1 < γ < 4.603. The temperature dependence of the lateral force in this regime is investigated using Monte Carlo simulations. The friction force still tends to F * as T approaches 0 K, but in contrast to the behavior found when γ > 4.603, the friction force increases with increasing temperature from F * , reaches a maximum value, and then decreases monotonically as the temperature rises further. Such behavior has been observed in atomic force microscopy friction measurements.

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Metadaten
Titel
Temperature Dependences in the Tomlinson/Prandtl Model for Atomic Sliding Friction
verfasst von
Sergio J. Manzi
Wilfred T. Tysoe
Octavio J. Furlong
Publikationsdatum
01.09.2014
Verlag
Springer US
Erschienen in
Tribology Letters / Ausgabe 3/2014
Print ISSN: 1023-8883
Elektronische ISSN: 1573-2711
DOI
https://doi.org/10.1007/s11249-014-0360-x

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