quote:
[B][/B]
http://skipavilion.ru/2010/12/ckolzyashhaya-poverxnost-begovyx-lyzh.html
Публикация
Cкользящая поверхность беговых лыж.
leonid
5 Декабрь 2010
Скользящая поверхность современных беговых лыж изготовляется из синтезированного полиэтилена сверхвысокого молекулярного веса (High Performance Polyethylene - HPPE). Этот термопластичный материал применяется в промышленности в тех случаях, когда требуется малое трение и высокая устойчивость к истиранию. Общепринятое название материала - P-Tex. Он изготавливается путем прессования измельченных частиц полиэтилена под высоким давлением с образованием кристаллической решетки с аморфными зонами, заполненными полимерами более низкой плотности или специальными наполнителями. Сам по себе HPPE не имеет пористой структуры и не впитывает лыжную смазку, однако под воздействием высокой температуры мазь проникает в аморфные зоны и удерживается там. В большинстве случаев воздействия температуры 110.С достаточно для того, чтобы мазь впиталась в структуру материала P-Tex. Другим способом впитывания мази внутрь пластика P-Tex является длительное термическое воздействие при более низкой температуре в специальных термических камерах.
С физической точки зрения такая обработка позволяет изменить твердость поверхности материала в соответствии с формой и агрессивностью снежных кристаллов. С химической точки зрения лыжная смазка изменяет водоотталкивающие свойства скользящей поверхности за счет изменения сил поверхностного натяжения, а также обеспечивает ее смазку, уменьшая тем самым силу трения. Добавки, входящие в состав лыжных мазей, такие как фтористые компоненты, графит и молибден, дают дополнительные преимущества для достижения высокого качества скольжения.
Смазка, впитавшаяся в скользящую поверхность, удерживается в ней в течение достаточно длительного времени. Поврежденная скользящая поверхность в значительной степени теряет способность впитывать мазь. Это может быть вызвано различными причинами. Перегрев скользящей поверхности под воздействием слишком сильно нагретого утюга приводит к плавлению кристаллической решетки, что закрывает мази доступ в аморфные зоны. При длительном контакте с открытым воздухом поверхность материала затвердевает, что также уменьшает его абсорбционные свойства. Частицы грязи, осаждающиеся на скользящей поверхности, также перекрывают доступ смазки в аморфные зоны.
Полиэтилен сверхвысокого молекулярного веса (HPPE), в принципе, не подвержен химическому окислению под воздействием кислорода воздуха, однако мы говорим об <окислившейся> скользящей поверхности, имея в виду белесый налет, образующийся на ней в результате механического износа материала при недостатке смазки. Терминологически это не совсем правильно, тем не менее, это выражение прочно вошло в лексикон лыжников и сервисменов. Такое повреждение практически неизбежно в процессе длительной эксплуатации лыж, как бы тщательно мы за ними ни ухаживали.
http://www.skisport.ru/forum/view.php?subj=9404
Александр Фролов + ультрафиолет 22.12.2003 17:08 [Вверх][Ответить]
Да, забыл, еще утьтрафиолет сильно разлагает полиэтилен. А лыжи-то у многих все лето стоят в углу на свету.
Кстати, интересно, полиэтилен хорошо задерживает радиацию, его используют в качестве радиационного экрана на самолетах (свинец ведь очень тяжелый) а также из него делают отдельные элементы водородной бомбы.
Игорь А еще лыжи облучают, говорят, улучшает скольжение 22.12.2003 23:54 [Вверх][Ответить]
А еще лыжи облучают, говорят, улучшает скольжение на 10-15%
quote:
я так понимаю что топик постепенно превращается в блог :-)
Вот бы знать, что такое топик и что такое блог. В моё время таких слов не было.
http://ru.wikipedia.org/wiki/Блог
а вообще читать вас интересно.
quote:
[B][/B]
Спасибо за разъяснения непонятных слов.
quote:
[B][/B]
Известно (не помню первоисточник), что скользячка лыжи на холодную погоду отличается от скользячки на погоду тёплую меньшей величиной <кристаллов> полиэтилена. Соответственно и меньшей величиной аморфных включений, т. е. графитовых зёрен. Недавно попала мне в руки только что купленная пара ФИШЕРОВ Cold за 15 тыс. руб. Измерил активное сопротивление между плоскими электродами, расположенными на расстоянии 1,4 м. на очищенной от консервирующего парафина скользячке. Получилось 30 кОм. У моих <тёплых> МАДШУСОВ - 3,5 кОм. У ФИШЕРОВ скользячка типа P - Tex, у моих МАДШУСОВ - СИНТЕРЕД ЦЕРА - Ф.
Измерял сопротивление у <холодных> РОСИНЬОЛОВ, у <холодных> МАДШУСОВ, у них сопротивление было в интервале 20 - 30 кОм. Для измерения площадки под электроды очищались от парафина. Поскольку лыжи были чужие, почистить площадки циклёвкой не поднялась рука. Измерения производились мегомметром на 500 В. Измерение тестером (например ТЛ-4) давало недостоверный результат из за остатков парафиновой плёнки на скользячке.
Можно утверждать, что у <холодных> скользячек активное сопротивление в несколько раз больше, чем у тёплых.
Можно сказать, что у <холодных> лыж:
- увеличенное активное сопротивление скользячки;
- мельче и чаще расположены царапины от штайншлифа;
- наносимый парафин очень твёрдый за счёт примеси церезина, (который,
на мой взгляд, совсем не скользкий)
Для чего всё это?
quote:
[B][/B]
Очень интересный форум на близкую к обсуждаемой тему: http://www.psrc.usm.edu/russian/pe.htm
Советую не жалеть времени и прочитать.
quote:
[B][/B]
quote:
[B][/B]
Очень интересный форум про смазки и смывки и про пористый полиэтилен
http://www.psrc.usm.edu/russian/pe.htm
Модест Соловьев Уважаемый Анатолий
12.11.2003 19:20 [Вверх][Ответить]
По поводу структуры полиэтилена я давал ссылку. Молекула полимера полиэтилена состоит из равномерного ряда мономеров этилена
-- CH2 - CH2 - CH2 --
или еще пишут
(CH2)n, где n -число групп CH2 или степень полимеризации
Это самый простейший из виниловых пластиков и не имеет пространственных модификаций, так как оба его радикала - атомы водорода. По типу полимеризации бывают два полиэтилена 1) из ветвистых молекул - это всегда полиэтилен низкого давления - те самые пакеты, мешки и 2) из линейных молекул - может быть и низкого, но чаще высокого давления и высокой степени полимеризации. Этот второй обладает большей механической прочностью и большей плотностью, лучше препятствует проникновению чего-либо вовнутрь.
При высоких степенях полимеризации, можно получить полиэтилен, который такой же прочный как Кевлар(DuPont). Из него можно делать листовое покрытие и кататься на ледовых коньках.
Из полиэтилена как и из большинства пластиков не сделать микропористый материал. При нагревании порошковой шихты при определенной температуре молекулы полиэтилена плотно слипаются по воздействием молекулярных сил притяжения. Структура полимерного пластика такова, что в ней не поместить даже молекулу воды, не то что огромную молекулу парафина.
Касательно, электростатики. Нарвите мелких листочков бумаги (2-3мм) и насыпте на стол. Возьмите лист бумаги и потрите конец лыжи по базе (10-15 раз). Затем поднесите кончик лыжи к мелким бумажкам - посмотрите прилипают они или нет к базе. Если не прилипают, то значит лыжи не электризуются. Повторите опыт с шерстью и шелком.
Опыт со снегом можно не проводить. Доказано, что при трения о снег никакой полимерный материал не поляризуется.
Вы пишите, что дешевые лыжи не впитывают парафин. Но это не совсем так. У дешевых лыж полиэтилен низкомолекулярный и при резке базы на машине или циклевке поверхность получается бедной на микроструктуру - мало микро-впадинок на единицу площади, которые задерживают парафин. Кроме того температурные свойства такого полиэтилена очень аморфные, поэтому он сам по себе без парафина плохо скользит. Но такая дешевая лыжа также смазывается парафином и также этим тончайщим слоем парафина скользит. Практически до конца 80-х все топовые лыжи были такими и их также парафинили. У меня были красно-белый фишер 82 г с белой прозрачной базой, прекрасно работали на финском парафине и держащей мази, я бегал на них классикой 10 км за 34 минуты.
Почему ВМПЭ дороже стоит и почему его не используют в дешевых лыжах? Потому что он получается при совсем другой, более затратной реакции полимеризации, чем обычный полиэтилен низкого давления. Подробнее как получают ВМПЭ смотрите здесь
http://www.psrc.usm.edu/russian/mcene.htm
Анатолий Назаров Модест,
14.11.2003 11:22 [Вверх][Ответить]
а, что ты думаешь о влиянии статического электричества на скольжение?
Здесь у меня у самого давно возникли сомнения и вот почему.
При трении диэлектриков, обладающих неупорядоченными заряженными частицами, возникает электрический потенциал. В идеальных условиях, когда диэлектрики обладают высокими диэлектрическими способностями, могут возникать высокие потенциалы- сотни киловольт. Но весь парадокс в том, что наводимые мощности очень и очень маленькие,и это видно по разрядным токам (проскакивает тоненькая кратковременная искра). Эта мощность, препятствующая скольжению, помоемусубъективному мнению не может превышать единиц мВт (а может и мкВт), тогда как развиваемая лыжником мощность,соезмеримаяс мощностью от потерь на трение, может измерятся в килоВаттах.
Принятое положение о влиянии статического электричества я принимаю на веру, продолжаю покупать и пользоваться антистатиками.
И еще, для тех кто тоже верит наслово. Антистатик - это особый парафин. Для того, чтобы действительно был эффект снятия статического электричества его необходимо наносить всухую, натиранием, как графитовым карандашем, а лучше вообще именно им и пользоваться, так как твердые графитовые парафины натиранием нанести просто невозможно.
Модест, если у тебя будет время, напиши еще про отвод тепла в базу.
С уважением, Анатолий Назаров.
Модест Соловьев Классически электризация 14.11.2003 12:04 [Вверх][Ответить]
возникает при трении одно выскокомолекулярного предмета о другой. Например бумага (молекулы целюлозы, шерсть (молекулы белка) об авторучку (полистирол), или шерсть (молекулы белка) об янарь (органические выскокомолекулярные смолы). Здесь дело не в диэлектричности, а выскокомолекулярности, то есть в размере, в длине молекул. Чем эти молеекул длиннее, тем легче отщепить электроны от одной и передать другой.
Насчет электризации при трении о снег и у меня нет никакой информации, но я проверю в ближайщий морозный день, замерю электризацию лыжи.
Снег не является выскокомолекулярным веществом. Явления связанные с электризацией снега (в метель) и микроскопических капелек воды (огни св. Михаила на высоких мачтах кораблей) имеет другой механизм отличный от трения. В этих явления важным является наличие определенного расстояния между электризуемыми предметами (снег-земля, капельки воды - поверхность моря). При трении напротив, трущиеся предметы плотно прижимаются друг к другу и чем плотнее тем сильнее электризуются.
==========================================
Конец цитирования.
От себя добавлю: проблема электризации беговых лыж об снег обсуждалась 18 лет назад, но не было сделано ни каких практических выводов. Мои не слишком упорные, но достаточно настойчивые поиски в инете, то же не дали результатов. Мои оппоненты на этом форуме отрицают влияние электризации на бег, но чувствуется, что проблема стоит и хочется в ней разобраться.
Тот , кто читает материалы этой страницы, обратил, неверно, внимание на богатую противоречивость цитируемой информации. Имейте в виду, что это информация всего лишь из разных форумов, где каждый говорит что хочет. По знаменитому выражению из "повестей Белкина" А. С. Пушкина: "собака лает - ветер носит". И всё таки, всё таки.... Думайте, сопоставляйте, пробуйте. Ищите да обрящите. То же цитата.
quote:
[B][/B]
При перемещении щёточного электрода, повёрнутого поперёк лыжи, вдоль лыжи между щетинками электрода и скользячкой проскакивали отчётливо видимые искры.
Так как мегомметр с пределом измерения 500 Мом развивает напряжение до 500 В. в зависимости от величины измеряемого сопротивления, то при перемещении щёточного электрода с участка скользячки с сопротивлением 10 кОм на участок, где графитовые включения затёрты размазанным полиэтиленом и сопротивление поверхности в десятки раз увеличивается, увеличивается и прикладываемое напряжение, но тут возникает электрический пробой полиэтиленовой плёнки, сопровождаемый искрами. Стрелка мегомметра из за инерционности не успевает за изменениями пробиваемых сопротивлений и показывает некую среднюю величину.
Получается, что мегомметром можно определять <заплавленные> или <обожженные> участки скользячки (в моём случае участок под колодкой). Для этого лыжу нужно хорошо вычистить от старого парафина, при необходимости пройтись по ней бритвенным скребком для снятия возможно появившегося ворса, а потом замерить сопротивления описанным выше способом. У <правильной> лыжи сопротивления, измеренные между любой точкой скользячки и пяткой лыжи, должны быть одинаковыми и равными сопротивлению между жёлобом и пяткой (идеальный случай).
Жёлоб скользячки не подвергается воздействию утюга, жесткого снега, штайншлифа, можно считать до конца жизни лыжи сохраняет <девственное> сопротивление полуфабриката скользячки, и поэтому служит как бы эталоном чистоты и <необожженности>.
Если разность сопротивлений большая (предстоит ещё определить допустимую разность опытным путём), лыжу надо проциклевать сталью до выравнивания сопротивлений, нанести необходимую накатку, и только после этого обрабатывать парафином. Думается этот способ мог бы помочь в выборе лыж для гонки, если есть из чего выбирать.
В продолжение опытов скользячка моих МАДШУСОВ была ошкурена на ленточно - шкурочном станке (суррогат штайншлифа), ворс и верхушки появившегося на ней рельефа срезаны (сциклёваны) спец. ножом. Скользячка от оставшегося на ней ворса была сероватой даже после обработки вращающейся стальной щёткой. Удалять остатки ворса пришлось парафином, способом, описанным в литературе.
После этого скользячка была обработана рабочим парафином и вычищена вращающейся стальной щеткой, отполирована абразивной сеткой МАТРИКС.
Попробовать проехать на свежеотциклёванных лыжах не пришлось, очень уж много было ворса от обработки на шкурочном станке, лыжи без парафиновой чистки не <пошли> бы.
Результаты измерения сопротивлений:
- сопротивления после обработки шкурочным станком и обработки циклей -лыжа 1 - 0,6 кОм
лыжа 2 - 1,5 кОм
- сопротивления после очистки от ворса парафином
лыжа 1 - от 2,8 кОм до 1,5 кОм
лыжа 2 - от 3,3 кОм до 2,8 кОм
- сопротивления после повторной очистки парафином
лыжа 1 - от 4,6 до 2,6 кОм
лыжа 2 - от 8,6 до 4,6 кОм
- сопротивление после финишной обработки СВИКСОМ на темп. +1-5 град.
Лыжа 1 -12,6 до 8,6 кОм
Лыжа 2 -13,7 кОм
СВИКС был на температуру +1-5 град. Поэтому позавчера и вчера лыжи не <пошли>. Сегодня было уже - 3 град, но снег свежий, лыжи ехали, но не летели.
Становится понятным, о чём всё время говорят сторонники бега на свежеоциклёванной ненапарафиненной скользячке. Как видно из проведённого опыта, сопротивление <сухой> скользячки почти в 5 раз меньше сопротивления напарафиненной. И, если идея электризации лыжи правильна, в несколько раз меньше будет <натёртый> на ней электрический потенциал, <приклеиваюший> снежинки к скользячке при максимальном давлении лыжи на снег.
С другой стороны, правильно напарафиненная скользячка, даже <приклеенным> статэлектричеством снежинкам, позволяет скользить по себе. Вот бы разобраться, на сколько это лучше или хуже скольжения по <сухой> скользячке.
Существует зависимость скольжения от сопротивления скользячки, обработанной парафином, от электрического сопротивления снега лыжни, и если эту зависимость выявить, станет возможным установить однозначную необходимость применения того или иного парафина, правда если всё их многообразие свести к возможности получения конкретной величины сопротивления. Рельеф (структура) скользячки, её гладкость, могли бы при измерении сопротивления учитываться конфигурацией электродов, формой измерительного тока, методикой измерения. При измерении параметров снега лыжни, кроме сопротивления поверхностного слоя (которое зависит и от влажности, и от структуры, и от плотности и т. д.), надо учитывать, что при коньковом ходе лыжа, врезаясь в снег, скользит, в отличие от классического бега, по заглублённым слоям снега, параметры которых могут значительно отличаться от поверхностных.
При опытах было замечено, что сопротивление скользячки при измерении мегоометром уменьшалось, если электрод - щетка оставался неподвижным в течение 2 - 3 сек.. Уменьшение было процентов на 30. Это могло указывать на то, что подвижный электрод перемещался по плёнке парафина (парафин - изолятор), а при остановке на одном месте происходили процессы (например поляризация диэлектрика - парафина), приводящие к электрическому пробою этой плёнки. Но почему замедленный пробой? Как это отражается на <приклеивании> снежинок? А ещё надо бы учесть статэлектричество, наведённое синтетической одеждой лыжника.
Если удастся перейти от качественных рассуждений типа: - вот я бегал на лысой скользячке, а ты проводишь всё свободное время за парафинами и утюгом, и мне было хорошо, а тебе плохо, - к объективным показателям скольжения, измеряемым в каких то, пусть даже экзотических, единицах, может быть тогда и <паровоз МАДШУСА> Бъёрндаллен, который знает что то про свои лыжи и ни кому не говорит , перестанет смотреть <вдоль носа> на наших биатлонистов.
Что бы подтвердить или опровергнуть эти предположения , нужна коллекция парафинов, которой у меня естественно нет, и ходовые испытания.
Не надо думать, что это решит все проблемы со смазкой, но <дорогу осилит идущий>
На фото: 1 - ленточношкурочная часть; 2 - вращающаяся щётка; 3 - неподвижный щёточный электрод.
Для чистки, смазки и легкого циклевания лыжа поз. 1 (фото 1) закрепляется в жёлобе поз.2 , поставленном на кухонный стол и привинченном струбцинами поз. 3. Стол привинчен к стене.
Скоба поз. 1 (фото 2) вставляется в захват крепления лыжи и защелкивается.
Скоба показана на фото3 (поз.2 )
Замок поз.1 (фото 4) закрепляет в гнезде поз.2 скобу поз.3, которая уже вставлена в зажим крепления лыжи (лыжа не показана). При этом передняя и задняя части лыжи располагаются на подставках, повторяющих профиль лыжи. Сползанию лыжи взад или вперёд препятствует скоба, закреплённая замком в гнезде жёлоба, а сползание лыжи в стороны предотвращает скоба, закрепляющая кончик носка лыжи ( на фото не показана)
Хранится станок с закреплённой в нём парой лыж (фото 5) в углу прихожей за дверью и ни чему не мешает. Для закрепления лыж используется проволочная вешалка (на фото не разглядеть).
Чертежи представить не могу, т. к. не изучил программу технического черчения (например АВТОКАД). Если понадобится, могу дать подробное словесное описание станка.
quote:
Вы мне объясните, как левое крепление отличить от правого для 75 мм
------------------
JaVO
quote:
Originally posted by oe229614:
Чтобы ответить на вопрос, надо знать марку крепления. Лучше всего обратиться с этим вопросом к продавцу вашего крепления.
Спасибо, уже разобрался. Марка Нордик 75 мм.
quote:
Originally posted by oe229614:
В начале темы был вопрос: как утихомирить домочадцев
quote:
Думаю, что у каждого лыжника в руках по громоотводу, правда прогресс сделал его диэлектриком
Некоторое время назад проверял я это. Палка, наружный слой которой сделан из углеволокна, прекрасный проводник (десятки Ом от ручки до лапки), но вот синтетическая варежка, пластмассовая ручка, лямка, крепящаяся на ней, лапка - изоляторы. Хорошо бы обеспечить гальваническую связь от руки до копья палки.
Но ведь и снег - изолятор с большой электрической прочностью.
Сопротивление снега, измеряемое мегоометром с измерительным напряжением 500В, при расстоянии между электродами 20 см, было более 500 МОм. При уменьшении расстояния между электродами до 10 см. мегоометр "оживал" и показывал 50 - 200 МОм. При этом площадь каждого электрода была примерно 10 квадратных см.
Так что идея заземления с помощью палки не лишена права на жизнь
и требует углублённого изучения
"В системе "лыжник-лыжи" заряд всюду, до помпона на шапочке"
Тут стоит посмотреть, не образует ли система: токопроводящая скользячка - хороший диэлектрик верхних слоёв лыжи - проводник собственно тела лыжника некий электрический конденсатор. А ещё: проводник скользячки - диэлектрик снега - проводник влажных слоёв земли.
Ну и что, что сложно, что влияние на скольжение не очевидно. Всё равно, прежде чем признать это влияние несущественным, надо рассмотреть это. Хватило бы сил и знаний. Вот если бы нас было много, авось тогда бы удалось осилить эту и другие задачки по скольжению лыжи
quote:
P.P.S. Попробовать создать гальваническую связь между лыжами - пропустить лицендрат через мошну по штанинам и к креплениям хотя бы крокодилами. И что будет?
Есть изъян в вашем предложении заземлить лыжи лицендратом, пропущенным через <мотню>
У лыж 5 - 10 летней давности, сопротивление между скользячкой и стальными деталями крепления (крепления САЛОМОН) составляло единицы КОм . Видимо шурупы, которыми привинчивали крепления, проходили через токопроводящие внутренние слои лыжи.
Топовые лыжи последних лет имеют сотовую начинку колодки и, в отличие от старых лыж, стальная скоба крепления не имеет контакта со скользячкой (сопротивление больше 500 Мом). Да ещё и скоба лыжного ботинка запрессована в непроводящую пластмассовую подошву.
Так что обеспечить гальванический контакт сользячки с копьём палки достаточно трудно. Ну а лицендрат не нужен. Вспотевшее тело лыжника очень хорошо проводит статэлектричество.
Какого знака заряд несет "лыжник-лыжа" относительно "земли";
На этот вопрос есть ответ в одной из ссылок, цитированной в этой теме. Снежинки легко отдают электроны с острых лучей своих кристаллов.
Заряд, на мой взгляд, наводится при трении снега об лыжу, штанов о подштанники и т. д.
Про зажигалку это хорошо. Думается есть пути попроще.
Про козлов - это в другие темы.
Хорошо бы здесь обсудить пути нейтрализации статэлектричества непосредственно в месте его возникновения.
quote:
P.S. Догадался
Олег! Я тоже догадался. ТАК врубиться в тему мог только ты. А если бы когда то тебя не отфутболили от МФТИ? Врочем, "снявши голову по волосам не плачут".
Если я тебя понял правильно, даёшь добро на дальнейшую публикацию?
quote:
Публиковать рано, читателей нет
Читатели есть. Куда то пропали опоненты. Теперь и это есть.
Смотрел трансляцию биатлона из юсы. Был мороз за 15, снег трассы, похоже, не искуственный. Камера показывает поднимающегося в горку биатлониста. Ракурс такой, что смотришь как бы вдоль лыжи. Видно, как вздымаются фонтанчики снега при отрыве лыжи от снега, у некоторых и при постановке лыжи на снег. Но не у всех! Конечно, дело может быть в технике бега, но может быть и электризация тут. А фонтанить снегом по трассе, это сколько же лишних котлеток переведёшь?
quote:
P.S. испорть старую лыжу, нанеси на нее смазку с молекулярной медью, используемую для повышения компрессии в подыхающих двигателях. Масло потом сотрешь, чешуйки медь вотрешь, создашь равномерную равнопроводящую поверхность...к тому же изотропную...к тому же сверхтеплопроводящую. Так лучше, чем от водки и от простуд.
Тут дело в том, что в P-TEX 2000 медь не вотрёшь. К полиэтилену не пристаёт ничего. Наверно что то может пристать к включениям графита. Так ведь вся поверхность скользячки должна быть хорошо запарафинена, ну и зашпаклюется вся медь отличным диэлектриком.
А даст ли втёртая медь проводящую плёнку? При производсте печатных плат для электроники для того, чтобы получить металлизированные отверстия, их сначала обрабатывают хлористым паладием, который, как известно, причислен был к драгметаллам и на использование которого требовалось письменное распоряжение глав. инженера завода. А медь гальванически осаждали уже на плёнку хлористого паладия. Ну не зря же такие сложности были.
Кроме того, в предыдущих постах были опубликованы величины активного сопротивления скользячки. И хотя это десяток КОм, считаю этого достаточным для того, что бы рассматривать собственно скользячку как проводник.
quote:
Не получишь ты такие потенциалы трением!
Какой прядок величины потенциала имеется в виду?
quote:
[B][/B]
Авторитеты рекомендуют для циклевки скользячки использовать стальную циклю из хорошей калёной стали, у которой угол при режущей кромке (задний угол) близок к 90 град. , и предупреждают, что предварительно надо потренироваться на чужих лыжах. Пробовал я на своих. То ли не хватило силы в руках, то ли станок для закрепления лыжи оказался нежёстким, наделал на скользячке ряби и плюнул на это дело. Но ведь циклевать лыжи надо.
Один бывалый лыжник, имени его не знаю, дал совет: пусть цикля будет не из сверхстали, достаточно, чтобы она легко затачивалась. Или имела много сменных ножей, подумал я.
В хозяйственных магазинах продают инструмент для удалении краски с оконных стекол и сменные лезвия к нему (фото 1).
Циклевать им стало заметно проще. Но самая лёгкая и приятная циклёвка получается, если скользячку предварительно прошкурить на ленточношкурочном станке. Если вовремя остановиться при циклёвке, на скользячке останется некое подобие штайншлифа от абразива шкурки.
Потом конечно, приходится воевать с ворсом, но это хорошо описано в литературе и, если использовать переплавленные и процеженные через капроновое сито стружки использованного парафина, совсем не дорого. На всё это уходит 5 - 6 часов работы, но ведь для себя любимого.
Затупляются лезвия удивительно быстро. О затуплении говорит необходимость увеличения давления рук на циклю, иначе скользячка перестаёт срезаться. Иногда хватает одного лезвия на обработку одной лыжи. Так ведь стоят они не менее удивительно дёшево. Не надо пытаться делать что то на лыже затупившимся лезвием - размажете полиэтилен на графитовые зёрна и лыжа будет <заплавлена> уже на станке.
Если жалко выбрасывать прекрасные лезвия, которые и затупились то чуть - чуть, заточите их снова. На фото 2 видно, как это можно сделать.
На консервную банку наклеена 88 клеем микронная, но не самая мелкая шкурка, банка закреплена на оправке и т. д. Для удержания лезвия при заточке, надо сделать оправку (из кровельного железа).
Для большего удобства при циклёвке, использую самодельную из оргстекла оправку из двух пластинок, свинченных винтиками, которые за одним ограничивают перемещения лезвия.
quote:
[B][/B]
Перед <лыжнёй России> принесли мне на обработку МАДШУС ГИПЕРСОНИК. Перед обработкой замерил сопротивление скользячки прибором, описанном в посте от 06 02 11. Не показал прибор величину сопротивления (было больше 50 кОм). Значит скользячка заплавлена, хотя виден чёткий рисунок штайншлифа. Срезал (сциклевал) слой скользячки. Прибор начал показывать сопротивление в некоторых местах при <мёртвости> остальной части скользячки. Пришлось срезать и срезать скользячку, пока прибор не начал показывать приемлемую величину сопротивления, одинаковую по всей длине лыжи. После нанесения и надлежащей обработки одного слоя холодного парафина сопротивление увеличилось почти в 2 раза, но стало очевидным, что лыжи из <убитых> ожили.
quote:
[B][/B]
Моё исследование зашло в тупик. Мегометр пылится в углу, работать в полевых условиях в одиночку трудно, не по годам. Подпитки мысли от форума нет, экспериментальной базы нет. Проверить свои находки могу только на своих лыжах, на долго ли их хватит? Погода стоит морозная, какие уж для меня лыжи, в магазин, на родник за водой сходить затрудняюсь Если обрабатываю чужие лыжи, обратной связи нет.
Осталась неопубликованной последняя находка, только, похоже, и она ни кому не нужна.
Это не про Бъерндаллена ли говорил Губерниев, что он уходит из профессионального спорта и предполагает заняться изучением взаимодействия снега с лыжей. Конечно! Бъерндаллен - не российский пенсионер. Он сможет и в этом исследовании добиться победы.
quote:
[B][/B]
Опубликованный в теме материал позволяет считать установленным ( для неискусственного снега при температуре воздуха ниже - 5 град):
1 Снег - диэлектрик.
2 Поверхностные слои снега электризуются.
3 Снег не однороден, снежинки сильно отличаются одна от другой.
Кроме того:
4 Скользячка P - Tex, Sintered топовых моделей лыж электропроводна.
5 Слой клея, которым склеена конструкция лыжи, электропроводен.
6 Парафин, нанесённый на скользячку и обработанный по всем правилам, изолятор.
7 <Обожженная> скользячка - это когда раздавленный или расплавленный полиэтилен закрывает (замазывает)на поверхности скользячки точечные вкрапления графита.
8 Электропрочность <обожженной> напарафиненной скользячки более 150 В.
9 Элетропроводность свежеотциклёванной скользячки на порядок больше, чем <обожженной>
10 Скользячка <тёплых> лыж почти в 2 раза электропроводнее скользячки <холодных>.
quote:
Статика...тонкие проводящие прослойки клея...мегомметры. Статический заряд (при его наличии) распространяется по ВСЕЙ поверхности заряженного тела. В системе "лыжник-лыжи" заряд всюду, до помпона на шапочке. Способ его снять стар как мир - громоотвод. Думаю, что у каждого лыжника в руках по громоотводу, правда прогресс сделал его диэлектриком (сначала стекловолокно потом углеволокно в смолах). Может попробовать заземлиться?
Если развить эту идею дальше, видится следующий путь:
1 Прополоскать всё, что надето на лыжнике, в антистатике, например в VERNEL.
2 Тонким сверлом (к примеру 1,0 мм) просверлить отверстие в лапке лыжной палки от копья до гнезда, в которое вставляется палка, пропустить в отверстие проволоку (например лицендрат 0,1 мм.), обеспечив её контакт с копьём. Протянуть проволоку вдоль палки, сквозь ручку и приклепать, привинтить её к темляку, который обильно пропитать антистатиком. Проволоку приклеить к палке. Т.о. получится громоотвод.
3 Просверлить отверстие в подошве лыжного ботинка так, чтобы вставленный в него проводник имел контакт со скобой ботинка. Скоба имеет достаточно хитрую форму и уходит вдоль подошвы ботинка на 2 - 3 см. по направлению к пятке. Вот где то там и надо сверлить. Дальше надо проводник вставить в отверстие, обеспечить контакт его со скобой и со стелькой ботинка. Понятно, что изоляцию с проводника надо снять, стельку обильно пропитать антистатиком.
4 Обеспечить контакт стальных захватов лыжного крепления со скользячкой. Конструкций лыж много, некоторые лыжи имеют крепления - платформы. Контакт обеспечить в лыжах старых конструкций достаточно легко. Шурупы крепления проходят через токопроводящий клей, который и обеспечивает контакт со скользячкой. Лыж новой конструкции я ещё не исследовал, у меня их нет, как обеспечить контакт там, не знаю.
Вот вроде бы и всё. Нужно много энтузиазма, что бы хотя бы проверить это. У меня столько уже нет.
quote:
[B][/B]
За 3 прохода щеток по пропарафинной и обработанной скользячке проводимость скользячки нормализуется и улучшается в 2 - 3 раза. Думаю, что и скольжение лыж улучшается. На сколько? Как всегда - обратной связи нет. Ну и ладно. Вот уж потеплеет, опробую всё на своих лыжах, своим потом.
quote:
[B][/B]
quote:
[B][/B]
Когда - то, когда у меня ещё не было лазерного принтера, распечатывал я книжки из электронной библиотеки матричным принтером. Приходилось его чистить, ремонтировать, в том числе и печатающую головку. Товарищ притащил мне на запчасти свой принтер: на - мол - без дела лежит, тебе пригодится. А надо сказать, матричный принтер - чудо инженерной мысли, завораживающее своим совершенством.
Обратил внимание на то, что сила удара печатающей иглы, при малости её диаметра, неожиданно велика. Пришло в голову опробовать эту силу на скользячке лыжи. Получился вполне чёткий след удара иглы. А дальше - дело техники. Приспособил матричный принтер LX 1050+ для нанесения рисунка (накатки) на скользячку лыж.
От удара иглы печатающей головки образуется лунка диаметром 0,3 мм, глубиной (строго на глаз) 0,2 мм. Расстояние между соседними лунками при нанесении рисунка примерно 0,1 мм. Что бы получить представление о достижимом качестве рисунка посмотрите на чек из магазина. Он в большинстве случаев напечатан матричной печатной головкой кассы.
Компьютерной программой рисования (например PAINT) можно создать любой желаемый рисунок <накатки>. Хватило бы терпения и фантазии. Принтер перенесёт рисунок на скользячку. Мой опыт показал, что рисунок на скользячке (термин же нужен! Пусть будет ТАТУИРОВКА) сохраняется до 4 обработок парафином, после чего становится едва различимым. Ну и хорошо! Возможно и погода уже потребует другой рисунок. На сколько улучшается скольжение лыж? Наверно улучшается. Авторитеты же рекомендуют делать накатки на лыжах, в магазинах продают машинки разных типов для накатки.
Испытания на моих лыжах показали, что лыжи едут гораздо лучше меня. Результат татуировки чужих лыж, как обычно, неизвестен. Обратной связи нет.
Необходимость татуировки возникает после циклёвки лыж, когда срезается штайншлиф и скользячка становится гладкой, плохо удерживающей парафин (рассуждение может быть справедливым при температурах ниже -5 град.).
<Продвинутым> спортсменам, меняющим лыжи через год - два, всё опубликованное вряд ли нужно, но не все могут позволить себе новые лыжи, к тому же привязываешься к своим лыжам, на которых пролито столько пота, получено столько удовольствия, с которыми связано столько воспоминаний.
Конечно, процесс татуировки продолжительнее накатки и требует неизмеримо более сложного оборудования. Но может быть результат того стоит? Кто знает?
quote:
[B][/B]
Вот некоторые из возможных рисунков татуировки (накатки). Часть из них я опробовал на своих и чужих лыжах.
quote:
[B][/B]
quote:
Подскажите, как надежней ставить крепления на такие лыжи!?
quote:
[B][/B]
===============================================================
Почему коньки скользят по льду? На других твердых веществах, таких как дерево или бетон, коньки вовсе не скользят. Еще несколько лет назад ученые это объясняли следующим образом: под узкими полозьями коньков возникает высокое давление, в результате чего лед плавится. Значит, конькобежец на самом деле катится не по льду, а по скользкой, залитой водой колее.
Этому верили целые поколения физиков и химиков, но такое объяснение оказалось неверным.
Ошибка выявилась три года назад, когда американские ученые сканировали поверхность льда с помощью медленного электронного луча. Поверхность ледовой дорожки была и впрямь залита водой, но, удивительное дело, вода появлялась даже при нормальном давлении! Молекулы, составляющие самый верхний слой льда, слабо связаны друг с другом, поэтому они почти беспрепятственно переходят из одного фазового состояния в другое. Лишь при температуре -60 .С поверхность льда становится вязкой. <Тогда и скользить на коньках будет проблематично>, - замечает химик Габор Саморджаи из Берклийской лаборатории им. Лоуренса (Калифорния, США).
Итак, дело не в высоком давлении, а в поверхностных свойствах самого льда. Впрочем, каждому из нас - на бытовом уровне - это было известно давно: если выйти на лед не в коньках, звучно его режущих, а в обычных ботинках, все равно по льду будешь скользить.
Еще одно удивительное свойство льда откроется нам, когда мы прижмем друг к другу две ледышки: две скользкие поверхности, сложенные вместе, склеиваются! Как мы уже выяснили, поверхность любого куска льда являет собой череду слабо связанных между собой молекул.
Когда мы прижимаем эти куски льда (или комья снега), молекулы их поверхностных слоев крепко сцепливаются, соединяя ледышки надежнее, чем клей <Момент>. Это свойство снега и льда мы используем, когда лепим снежки. Эскимосы же, например, строят целые снежные дома - иглу. Если бы снег был сухим, то крыши этих жилищ непрестанно осыпались бы на головы эскимосов, словно песок.
Давно известно, что структура и свойства твердых и жидких тел в толще среды и на поверхности могут существенно различаться. Например, такие явления, как плавление льда или окисление некоторых металлов начинаются на свободной поверхности тел при гораздо более низких температурах, чем <номинальные> точки плавнения и окисления всей толщи образца. Происходит так потому, что атомы на свободной поверхности имеют меньше связей с соседями, а значит, им труднее сохранять свою первоначальную кристаллическую структуру.
Противоположная ситуация наблюдается внутри жидкости, вблизи стенок сосуда. Твердая поверхность оказывает упорядочивающий эффект на жидкость и как бы кристаллизует прилегающую непосредственно к ней тонкую прослойку жидкости.
Недавние эксперименты, однако, показали, что структура жидкости в непосредственной близости твердой поверхности еще хитрее. В обычных условиях в жидкостях всегда в небольших количествах присутствуют растворенные газы. Так вот, выяснилось, что стенка эти молекулы газа притягивает, собирает на себе. Даже инертный газ, который, по идее, не образует никаких химических связей, тем не менее мигрирует из толщи жидкости и оседает на стенке. Этот эффект особенно ярко выражен для гидрофобных (то есть несмачиваемых, водоотталкивающих) поверхностей: в этом случае на поверхности даже образуются крохотные пузырьки газа.
В принципе, в этом поведении нет ничего загадочного. Жидкость с растворенным в ней газом стремится минимизировать свою энергию. Для водоотталкивающей поверхности энергия связи молекул жидкости со стенкой заметно меньше, чем друг с другом. В результате получается, что вблизи стенки выгодно держаться именно атомам инертного газа, а не молекулам жидкости. Однако на этих общих словах понимание и заканчивается: подробной теории этого эффекта пока нет.
В такой ситуации очень полезным оказалось численное моделирование, проведенное двумя физиками из Университета Твенте (Нидерланды). В их статье S. M. Dammer and D. Lohse, Physical Review Letters, 96, 206101 (24 May 2006), доступной также как cond-mat/0510687, молекулы жидкости, стенки и атомы инертного газа моделируются круглыми шариками, взаимодействующими по очень простому закону притяжения на больших расстояниях и отталкивания на малых. Переходить от гидрофильной к гидрофобной поверхности можно, изменяя энергию связи между <атомами> стенки и <атомами> жидкости: чем слабее связь со стенкой, тем более водоотталкивающей является поверхность. Несмотря на чрезвычайную простоту такой модели, выяснилось, что в ней наблюдаются все основные зависимости, обнаруженные экспериментально.
Для начала голландцы изучили поведение чистой жидкости, без примеси газа, на примере лежащей на твердой поверхности маленькой капельки из десятка тысяч атомов. Они смоделировали лишь долю микросекунды <жизни> капли, но и этого оказалось достаточным, чтобы проследить за возникновением капиллярных сил, найти зависимость краевого угла (угла между краем капли и твердой поверхностью) от гидрофобности стенки и, самое главное, доказать, что первые 2-3 атомных слоя вблизи твердой поверхности действительно почти кристаллизуются.
quote:
grizli: ... Готов отдать под эксперименты свои полупластиковые Тисы
Вези Миша. Чем смогу, помогу. Мой тел есть в личке.
Затем в жидкость было добавлено небольшое количество атомов газа. Моделирование показало, что атомы газа действительно мигрируют к поверхности. Более того, в случае сильно гидрофобной поверхности жидкость вообще не касается стенки: их разделяет моноатомный слой инертного газа (см. рисунок; концентрация газа на графике показана красной линией). Можно сказать, что жидкость сама себе создает <воздушную подушку>: если ее налить в пробирку, то она сама выстелет внутренние стенки газовой прослойкой, изолируясь от сосуда.
Последнее замечание оказалось имеющим далеко идущие последствия. Газовая прослойка, как выяснилось, не просто уменьшает силу трения жидкости о стенку, а приводит к совершенно новому явлению: проскальзыванию жидкости относительно стенок. Это означает, что скорость течения жидкости в потоке, конечно, уменьшается вблизи гидрофобной стенки, но не падает до нуля, как до сих пор всегда молчаливо подразумевалось. Явление проскальзывания, фактически, открывает целую новую главу в гидродинамике - одной из самых старый областей физики. Возможно что дальнейшее изучение таких ситуаций приведет к открытию новых эффектов, принципиально невозможных без проскальзывания.
См. также:
Подробнее об этих исследованиях можно почитать на страничке Стефана Даммера (Dr. S. M. Dammer), одного из авторов описываемой статьи.
Представление о <кухне> молекулярно-динамического моделирования может дать лекционный курс Ф. Эрколесси.
:. Если вода ниже 0 oС сохраняет не замерзшее состояние, например, будучи мелкодисперсной, то около -20 oС резко увеличивается ее теплоемкость. Это установили американские ученые, исследуя свойство водных эмульсий, образованных капельками воды диаметром около 5 микрон.
Углубленное изучение физического смысла и направлений практического применения данного явления еще ждут своих исследователей. Но уже и теперь ясно, что эти открытия представляют очень интересный и ценный познавательный материал. :.
:. Сент-Дьердьи отмечал, что в узких капиллярах возникают структурно упорядоченные слои воды вблизи твердой поверхности. Структурирование распространяется в глубь жидкой фазы на толщину слоя порядка десятков и сотен молекул (ранее предполагали, что упорядоченность ограничивается лишь мономолекулярным слоем воды, примыкающим к поверхности). Особенности структурирования воды в капиллярных системах позволяют с определенным основанием говорить о капиллярном состоянии воды. В природных условиях это состояние можно наблюдать у так называемой поровой воды. В виде тончайшей пленки она устилает поверхность полостей, пор, трещин пород и минералов земной коры. Развитые межмолекулярные контакты с поверхностью твердых тел, особенности структурной упорядоченности, вероятно, и являются причиной того, что поровая вода замерзает при более низкой температуре, чем обычная - свободная - вода. Исследования показали, что при замерзании связанной воды проявляются не только изменения ее свойств, - иными становятся и свойства тех горных пород, с которыми она непосредственно соприкасается.
Детальное изучение поровой воды поможет ответить на многие вопросы, имеющие важное практическое значение, позволит уточнить условия и закономерности формирования подземных вод в толще кристаллических массивов, прогнозировать набухание грунтов на дорожных магистралях, в шахтах, на мелиоративных объектах и т.д. Полученные в лабораториях результаты исследования поровой воды могут быть полезными и при постижении тайн атмосферы. Высоко над землей мельчайшие капельки воды способны, подобно тонким слоям капиллярных вод, переохлаждаться на десятки градусов, оставаясь в жидком состоянии.
quote:
Dracer77, KR2
Вот уже несколько лет читаю на форуме вопросы: где отциклевать, да и просто напарафинить лыжи. Одно время предлагали на стадионе Купол платную циклёвку лыж, висело объявление, теперь человек, который этим занимался, там не работает.
Я из любопытства исследую беговые лыжи со скользячкой типа P-TEX (другие названия - спечённая, sintered), ищу методы обработки таких лыж, не во всём совпадающие с рекомендациями авторитетов.
До сих пор обрабатывал лыжи друзьям и знакомым в порядке любезности, за одним "набивал руку".
Мне не трудно обработать лыжи Dracer77 и KR2. Но желающих может оказаться много и чем же объясню себе самозакабаление? Как показала жизнь, обратная связь не возникает, информация о результатах обработки не накапливается.
quote:
Originally posted by oe229614:
Вот уже несколько лет читаю на форуме вопросы: где отциклевать, да и просто напарафинить лыжи. Одно время предлагали на стадионе Купол платную циклёвку лыж, висело объявление, теперь человек, который этим занимался, там не работает.Я из любопытства исследую беговые лыжи со скользячкой типа P-TEX (другие названия - спечённая, sintered), ищу методы обработки таких лыж, не во всём совпадающие с рекомендациями авторитетов.
До сих пор обрабатывал лыжи друзьям и знакомым в порядке любезности, за одним "набивал руку".
Мне не трудно обработать лыжи Dracer77 и KR2. Но желающих может оказаться много и чем же объясню себе самозакабаление? Как показала жизнь, обратная связь не возникает, информация о результатах обработки не накапливается.
Уважаемый господин!
Я готов Вам компенсировать Ваши труды. И если Вам нужны отчеты - не вопрос, какие параметры нужно контролировать? Если хотите, можно даже датчики какие-нибудь встроить в лыжу, есть ребята электронщики, могу переговорить.
quote:
KR2: ... Уважаемый господин!
К господам ни с какого боку не принадлежу. Горжусь тем, что инженер, хоть и на пенсии.
quote:
... есть ребята электронщики, могу переговорить.
Всё, я клюнул. Несите Ваши лыжи. Мой тел в профайле.
quote:
Originally posted by Андрес:
grizli: в чем причина такого вывода?
Я тоже согласен, раньше ездил на тисах, постоянно замечал, я делаю 3шага, тот у кого беговые-1шаг, удовольствия от такого катания нет, сейчас наоборот, даже когда мадчусы не едут и то в 2раза быстрее, чем тисы
Аномалии физических и химических свойств воды
В периодической системе элементов Д.И. Менделеева кислород образует отдельную подгруппу. Она так и называется: подгруппа кислорода.
Входящие в нее кислород, сера, селен и теллур имеют много общего в физических и химических свойствах. Общность свойств прослеживается, как правило, и для однотипных соединений, образованных членами подгруппы. Однако для воды характерно отклонение от правил.
Из самых легких соединений подгруппы кислорода (а ими являются гидриды) вода - легчайшее. Физические характеристики гидридов, как и других типов химических соединений, определяются положением в таблице элементов соответствующей подгруппы. Так, чем легче элемент подгруппы, тем выше летучесть его гидрида. Поэтому в подгруппе кислорода самой высокой должна быть летучесть воды - гидрида кислорода.
Это же свойство очень явственно проявляется и в способности воды "прилипать" ко многим предметам, то есть смачивать их. При изучении этого явления установили, что все вещества, которые легко смачиваются водой (глина, песок, стекло, бумага и др.), непременно имеют в своем составе атомы кислорода. Для объяснения природы смачивания этот факт оказался ключевым: энергетически неуравновешенные молекулы поверхностного слоя воды получают возможность образовывать дополнительные водородные связи с "посторонними" атомами кислорода
quote:
Originally posted by KR2:
[B]Уважаемый господин!
Я готов Вам компенсировать Ваши труды. B]
Я тоже за, в экипе стоит 100р обработка, тоже могу заплатить ради экспиримента
quote:
Dracer77
Мне деньги не нужны. Хватает пенсии. Приносите свои лыжи. Хорошо бы со своим парафином. Мой тел в профайле.
P.S. У Вас есть пирометр!? Если не слишком громоздкий, принесите для обработки своих лыж.
http://ufn.ru/ufn48/ufn48_11/Russian/r4811j.pdf
ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ АДГЕЗИИ (ПРИЛИПАНИЯ)
ПЛЁНОК К ТВЁРДЫМ ПОВЕРХНОСТЯМ
И ЕЁ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Б. Дерягин и Н. Кротова
Поразительным примером может служить отсутствие адгезии нитроцеллюлозы к
стеклу и желатине при обычных толщинах плёнок (десятки микрон) и
резкое её возрастание до величин порядка А ~ Юб
эрг/см2 при толщинах порядка нескольких микрон.
При отрыве плёнок свежеобразованные поверхности оказываются на-
электризованными противоположными зарядами, что может явиться
результатом разделения при отрыве обеих обкладок молекулярного
двойного электрического слоя. Вопрос о механизме возникновения
подобного двойного слоя или появления электризации для случая
разделения двух диэлектриков или диэлектрика и металла являет-
ся мало исследованным, хотя и крайне интересным и важным.
Отсюда естественно сделать предположение, что до разряда σ
настолько велика, что взаимодействие противоположных зарядов
поглощает почти всю работу отрыва.
:. разделяемые участки, наэлектризованные противоположно
по знаку и образующие микроконденсатор, приобретают, вследствие
падения ёмкости с толщиной зазора h, настолько быстро разрядный
потенциал, что разряд происходит прежде, чем σ успеет заметно снизиться вследствие иных причин.
Заметим в заключение, что явления электризации и разря-
да наблюдаются и при отрыве жидкости от твёрдой поверх-
ности, например, при явлениях кавитации; в последнем случае раз-
ряды могут служить причиной разрушения поверхности гребных
винтов.
4. На втором круге лыжи стали катить ощутимо хуже. Поскольку жена позвонила, что они уже замерзают с ребенком - поехал домой на треий круг не пошел
Повторюсь, тратилось много сил от того, что лыжа срывалась при толчке.
Как-то так. Вот во что превратились лыжи:
http://fotki.yandex.ru/users/nagornick
Мой email nagornick@gmail.com
2 Вчера была очень жёсткая лыжня, уже достаточно замусоренная, парафин, нанесённый на лыжи, хоть и назывался холодным (-5-30)град.С, был подозрительно мягким и легкоплавким. Скорее всего его просто стёрло с лыж на первых же км.
3 От циклёвки и накатки образуется много ворса, который не полностью удаляется после двух, сделанных мной, парафиновых пропиток с выскребаниями, лыжи надо обкатывать, вычищать по мере "поседения" и заново парафинить. При этом ворс будет удаляться, чем дальше, тем лучше, ну и скольжение нормализуется, хотя и будет заметно уступать лыжам со "спечённой" скользячкой типа P - TEX, Sintered.
4 Соскальзывание лыжи вбок при толчке коньковым ходом объяснить не берусь, кант у лыж достаточно острый, скорее всего заглянцованная лыжня виновата.
5 Купите настоящий парафин на температуру -10 град. Ну и что, что дорого, хватит его на долго, морозы у нас не держатся долго. Мне 50 гр. на два года хватило.
5 Приносите свои лыжи, "скрипя сердцем" обработаю своим настоящим парафином.
quote:
Где-то уже писали, недорогие лыжи необязательно циклевать.
Лыжи, которые мне приносили Dracer77 и KR2, с были с экструдированной сильно обожжёной то ли снегом, то ли утюгом скользячкой,. Сделать накатку на такой твёрдой скользячке нечего было и пытаться. Без накатки парафин стирается быстрее, чем с накаткой, да и с электрическими явлениями всё обстоит хуже.
Циклёвка ведь тоже не получилась. Изрезал циклей руки и плюнул. Пришлось делать штайншлиф на ленточношкурочном станке и только после этого скользячка с ворсом стала срезаться циклей, и тогда сделал накатку.
В процессе обработки на всех этих лыжах стал заметен заводской брак. Скользячка была неустранимо обожжена на кантах, а на Карелии и в других местах.
Конечно, можно обсуждать целесообразность такой обработки лыж с экструдированной скользячкой, но соблазнили меня ребята пирометром и связями с электронщиками.
quote:
Originally posted by KR2:
Вчера же пошел кататься на лыжах.
По поводу как катят.
3. Коньковый ход. Почему то лыжа постоянно срывалась вбок при толчке-это от техники хода зависит в большей степени
4. На втором круге лыжи стали катить ощутимо хуже. Этот трабл давно замечен на лыжах в такой мороз, пластик промерзает и усе, у мня даже мадчусы не порченые этим грешат
http://forum.ski.ru/index.php?showtopic=34157
Перед соревнованиями рекомендуется снять статическое электричество со скользящей поверхности лыжи. Оно возникает в результате трения скользящей поверхности о снег. Для этого используют графитовые и молибденовые парафины-антистатики. При этом не следует забывать об опасности "выхода" их на скользящую поверхность, особенно в условиях повышенной влажности Поэтому эту операцию лучше делать жесткими антистатиками
Дело в том, что мягкие, вязкие антистатики глубже проникают в пластик и при нанесении прогреванием грунтовочных и даже основных парафинов продолжают выходить на скользящую поверхность лыжи, что в условиях средней и высокой влажности очень влияет на качество скольжения.
Мягкий антистатик надо выводить мягкими парафинами многократно. Я сам дважды "попадал" на мягких антистатиках. Последний раз для того, чтобы его полностью вывести, пришлось 5 раз буквально поливать парафином лыжу, достаточно сильно ее прогревая, и каждый раз тщательно вычищать скребком, щеткой и фибертексом. Трудоемко и нерационально!
На очищенную смывкой и парафином поверхность наносится парафин-антистатик и лыжи, с покрытой антистатиком поверхностью выдерживаются несколько часов, после чего антистатик снимают скребком и жесткой нейлоновой щеткой. В результате нейтрализации скользящего полотна мы устранили возможность прилипания к нему поляризованных частиц грязи.
Следующим этапом подготовки лыж является подготовка поверхности путем ее обработки латунной щеткой и фибертексом с абразивом. Зачистку латунной щеткой и фибертексом следует производить в одном направлении от носка к пятке лыж. В результате такой обработки вскрываются волокна покрытия, снимается ворс и удаляется очень тонкий слой пластика (микроциклевка), что улучшает состояние скользящей поверхности и помогает процессу впитывания скользящих смазок.
Затем поверхность пропитывают грунтовочным парафином (более жестким, чем основной), вычищают скребком и жесткой нейлоновой щеткой и повторно обрабатывают латунной щеткой и фибертексом. Операцию повторяют до тех пор, пока полностью не выйдет антистатик, и 2-3 раза, если он является грунтовочным (очень сухие погодные условия, грязный снег).
Выбор основной смазки для скольжения зависит от нескольких факторов, основными из которых являются: температура воздуха и снега; влажность воздуха и снега, степень его загрязненности; состояние и конфигурация кристалла снега.
Следует помнить, что отечественные производители, а также фирма "Swix", "Rex", "Vauhti" "Start" тестируют свои смазки скольжения по температуре воздуха, а фирмы "Toko", "Briko", "Star" по температуре снега. Но и в случае применения парафинов фирм, указанных первыми, температура снега оказывает очень большое влияние на выбор парафина (на юношеском первенстве России 1999г. в г. Самара разница в температурах воздуха и снега достигала 6С)
Обычные парафины хорошо работают до влажности 60-65%, иногда, когда влажность воздуха резко скакнула, до 75% (кристалл еще жесткий). С увеличением влажности следует применять фтористые парафины, и чем выше влажность, тем более фтористым должен быть парафин (порошок, ускоритель-брикет, гель).
В связи с отсутствием, в большинстве случаев, приборов для измерения влажности, а влажность указываемая в метеопрогнозах, весьма относительна, укажу несколько факторов визуального определения влажности воздуха:
ясное, безоблачное небо - менее 75%;
безоблачная погода стоит более суток при температуре холоднее -10С - менее 60%;
редкие облака или их тонкий слой - 75-85%;
низкая, тяжелая облачность, снегопад - 85-95%;
дождь, туман - более 95%
При влажности менее 60% хорошо проявляют себя жесткие (морозные) антистатики или их смесь с безфторовыми парафинами. Фторовые парафины при влажности менее 60% катят плохо, но бывает "выстреливают" фторографитовые, особенно на солнце.
Следует помнить, что: -в начале зимы снег часто влажный из-за не промерзшей земли; -воздух около крупных городов более влажный; -водоемы (особенно открытые) повышают влажность воздуха.
Установлено, что увеличение влажности сдвигает диапазон смазки скольжения в сторону холода, а уменьшение - в сторону тепла. При загрязненном снеге применяются более твердые скользящие смазки, и они наносятся очень тонким слоем.
Состояние и конфигурация кристалла снега напрямую влияет на степень жесткости парафина. При остром и жестком кристалле мягкие парафины пропускают обломки кристала в скользящую поверхность лыжи, что не только ухудшает скольжение, но и вызывает микрообледенение скользящей поверхности (изморозь). Надо учитывать, что сильный, холодный ветер сушит и отвержает поверхностный снег (снежинки становятся острыми и колючими), а искусственный снег всегда влажный, жесткий и грязный. Напомню еще, что скользит по снегу не столько парафин, сколько пропитанный им скользящий пластик, поэтому не забудьте хорошо поработать щетками и фибертексом без абразива (а можно капроновым чулком без лайкры) при снятии смазок скольжения. Чем холоднее, тем тоньше скользящий слой.
Никогда не перегревайте парафины (даже обычные). След расплава должен быть минимальным. Некоторые разработчики рекомендуют разогревать парафины (особенно фтористые) только до полужидкой вязкой консистенции, охладить лыжу и повторить эту операцию несколько раз. Практика показала, что степень проникновения парафина в скользящую поверхность при этом способе нанесения практически равна традиционному нанесению, его износостойкость весьма велика, а скольжение существенно улучшается. Кстати, при отсутствии ускорителей, нанесенный "холодным" способом (втиранием) последний слой парафина дает прибавку в скольжении (обработка такая же, как и при нанесении ускорителя-брикета).
Небольшие советы по применению ускорителей (порошков, брикетов, гелей):
Нанесите ускоритель на скользящую поверхность и вотрите его натуральной пробкой. Закройте ускоритель парафином "под погоду" (желательно фтористым). Прогрейте парафин быстрыми движениями утюга и тщательно снимите с помощью скребка, щетки и фибертекса. Результат - ускоритель в скользящей поверхности с минимальным выделением фтора, а фтороводород - не в легких. При этом способе горячего нанесения экономится ускоритель, и вы можете избавиться, хотя бы частично, от закупки дорогих высокофтористых парафинов. Нанесите ускоритель (порошок, брикет, гель) на лыжу холодным способом (втирание натуральной пробкой), остудите на улице, смахните излишки щеткой из конского волоса, мягким фибертексом или капроновым чулком и заполируйте мягким фетром (есть специальные пробки). Еще раз напоминаю, что все окончание операции проводится на улице (не снимите лишнего!).
При очень мокром и грязном снеге рекомендую наносить ускоритель на обработанную латунной щеткой и фибертексом (вскрытую) поверхность без парафинов "под погоду" "холодным" способом в несколько слоев. Износостойкость при этом очень высокая (опыт фирмы "Rex" на чемпионате мира в Тандербейе).
Какие парафины, ускорители, отвердители можно порекомендовать?
Фирма "Swix". Продукцию этой фирмы знают все, и в дополнительной рекламе она не нуждается. Однако, из-за отсутствия информации о качестве продукции других производителей, ее авторитет, по моему мнению, несколько завышен. Да и продукция фирмы дорога Вследствие этого порекомендую: из простых парафинов - СН10 (0+10С) и, особенно, СН11 (+2+15С) с силиконом; из фтористых - серию LF всю, но выделю LF6 (-4-10С) и LF8 (+1-6С) Замечу, что, выпустив LF7 (-2-8С), фирма "Swix" изменила температурный диапазон LF8, сделав его (+1-4С); это неверно - диапазон старый (+1-6С) Ускорители FC хороши, но дороги, тем более , что у других фирм (брикеты "Rex", порошки "Vauhti") есть аналоги, несомненно, не хуже, и дешевле. От высокофтористых парафинов серии HF я не в восторге.
Фирма "Rex". Известная фирма, каждый год делающая шаг в совершенстовании своих смазок. Очень хороши ускорители-брикеты "ТК-72 (жесткий, 0-18С) и Nagano" (мягкий, +1-3С). "ТК-72", вследствие жесткости, наносится, практически, всегда только холодным способом и, действительно, дает прибавку в скольжении во всем диапозоне температур, годится и на жесткий снег.
"Nagano" - очень любит мягкий снег, на нем он, практически, лучший. Жидкий ускоритель Hydrex Spray (+10-20С) жесткий - очень универсален, годится для покрытия жидких и полужидких держащих мазей. Но этим ускорителем надо очень аккуратно пользоваться - быстро расходуется. Серия парафинов пролайн (FFF) тяжелый фтор - неплоха, но дорога, скажем, в сравнении с "Vauhti" и "Toko". Зато порекомендую новый "Olimpionico" (+1-5С)-серия FF - часто лучший, особенно на мягкий снег. Из этой серии (FF) неплохи синий (-2-10С), зеленый (-7-15С), на жесткий снег - розовый (0-20С)- как грунтовочный и графитовый (-5-20С). Из простых - это естественно синий (-1-10С), зеленый (-7-25С, старый снег), оливковый (-10-25С, свежий снег) и графит "Экстра" (-5-25С) Отвердители - не рекомендую.
Фирма "Vauhti". Старейшая в мире фирма-разработчик лыжных смазок (1937г.), малоизвестна в настоящее время в России, вследствие недостаточной рекламы. Однако, 5 лет работы с ее смазками убеждают в их качестве. Порошки: Goldfox (+1-6С). при высокой влажности (более 95%), до -8С - один из лучших порошковых ускорителей в диапозоне -1-7С. Silverfox (0+15С), чем теплее, тем лучше катит. Кроме того, "выстреливает" на солнечных пятнах даже при температуре +1+3С.
Брикеты "Vauhti" очень хороши. Но все же для применения в Европейской части России в первой половине зимы - выделю Goldfox (0-8С). Кстати, раньше он назывался Jet N2 (-2-8С), но, видно, откатали и изменили диапозон и название. Хочу сказать, что диапозон Jet N2 - (-2-12С) при влажности 90-92%. Фторовые парафины "Vauhti" (тяжелый фтор) вообще в первой половине зимы - одни из лучших и относительно недороги (на 30% дешевле "Swix"). Очень хороши фторовые отвердители Fox 10 (-1-8С), Fox 20 (-6-12С) на абразивный снег, а Fox 30 (-10-25С), как покрытие на фторографитовый, Парафин "Vauhti" или зеленый "Rex" (-7-25С) при влажности менее 50% идеален на старом снегу.
Фирма "Briko". Швейцарская фирма, поэтому вся гамма парафинов, порошков, ускорителей-брикетов откатана по температуре снега. Требует своеобразного кристалла, поэтому больше применима на севере Урала, Коми, в Сибири или в горах Европейской части России. Неплоха серия парафинов В3 (-7-14С), В7 (-4-8С) и ускорители К-10.
Фирма "Toko". Швейцарская фирма - тестирование по температуре снега. Ускорители-брикет (порошок) Stremline (0-15С) - один из самых универсальных ускорителей, особенно хорош на свежевыпавшем, немного полежавшем снегу в диапозоне температур от +3 до -6С. Также хорош на свежем снегу порошок-отвердитель X-Gold Powder (-15C и холоднее), основой которому часто служит оливковый "Rex" (-10-25С).
Вот вам 2 варианта на холодную погоду, не требующих откатки. (Первый - Fox 30 "Vauhti"). Хорошими характеристиками обладают высокофтористые парафины Dibloc III 0-4C и -4-10C. Сравнительно недороги - чуть дороже "Vauhti". Низкофтористый молибденовый Nordlite (-8-15С) тоже очень неплох при малой и средней влажности, а также как антистатик на грязный снег.
"Уктус" - отечественный производитель, выпускающий очень широкую гамму парафинов, ускорителей (эмульсии и порошки) и держащих смазок. Результаты откатки в сезоне 1998-1999г.г. дали весьма положительные оценки. Тестирование парафинов по содержанию фтора, текстуре и структуре снега, возможность их смешивания, делает их легкоприменяемыми. В некоторых случаях результаты не хуже, а лучше зарубежных. А цены!..
Я не рассказал о фирмах "Start", "Star", "Луч", "Анкор", поскольку опыта применения их считаю недостаточным, а переписывать из инструкции некорректно. По вопросу держащих смазок надо писать очень много, но еще больше надо "откатывать", да и не всегда попадаешь на 100%. Если необходимо, готов ответить на Ваши вопросы.
Тел. (095)395-5134 Удачи на лыжне! О.И. Коротков
================================================================
От себя добавлю, что не со всем здесь согласен. В частности с антистатическими свойствами графитсодержащих парафинов не всё так очевидно.
Перевод IE (ie@ok.ru)
(Оригинал статьи доступен по адресу: www.dominatorwax.com/art_codenet.htm )
Прогресс в технологиях привел к созданию смазок для всех мыслимых погодных условий. Это хорошая новость. Плохо то, что большое разнообразие смазок делает выбор правильной смазки трудной задачей даже для опытных смазчиков и гонщиков. В этой статье мы опишем основные типы смазки, ее рабочие диапазоны, а также как получить от них оптимальную пользу.
ТРЕНИЕ (FRICTION)
Вы не сможете подобрать оптимальную смазку без хорошего понимания проблемы трения. Хотя трение между базой и снегом обычно понимается как единое целое, более точным будет говорить о нем, как о совокупности четырех составляющих:
. . Сухое трение (Dry friction), которое происходит в областях, где сухие частицы снега касаются базы;
. . Влажное трение (Wet friction), которое происходит при наличии свободной воды, которая <прилипает> к базе, производя эффект "подсоса";
. . Электростатическое трение (Friction due to static electricity), которое происходит, когда статический заряд накапливается на базе и боковинах вследствие движения по снегу;
. . Грязевое трение (Friction due to dirt), которое происходит, когда твердые частицы грязи проникают одновременно в базу и снег, взаимодействуют друг с другом и сокращают скорость.
Все эти четыре составляющих трения участвуют в течение фазы скольжения. Воздействие каждой составляющей (насколько сильно она замедляет скольжение) зависит от толщины слоя воды между снегом и базой, от способности пары база/снег создавать статическое напряжение и от присутствия грязи. На влажном, грязном снегу, например, все четыре составляющих вносят вклад, хотя влажное трение и грязевое трение здесь наиболее существенны. На свежем, очень холодном снегу, почти все трение состоит из сухого и электростатического трения.
Различные типы смазки предназначены - в различной степени - для борьбы с этими четырьмя составляющими трения. Ключевые вопросы: насколько хорошо данная смазка противостоит данной составляющей трения, и какая комбинация смазок является лучшей для ваших нужд? Снова вам поможет хорошее понимание ключевых принципов.
СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В ОБЛАСТИ СМАЗКИ
Так как смазки являются веществами, предназначенными для того, чтобы уменьшить трение между базой и снегом, и так как эффект от выбора неправильной смазки может оказаться "хуже оптимального" (или даже противоположным), выбор мази прежде всего зависит от знания (понимания) свойств смазки и как они применяются к погодным условиям.
Важнейшими свойствами смазки являются:
. . Твердость: смазка всегда должна быть тверже снега, чтобы его частицы снег не проникали в базу и не тормозили ее.
. . Коэффициент трения: коэффициент трения должен быть низким, насколько это возможно.
. . Водоотталкиваемость (гидрофобность): водоотталкиваемость должна быть достаточно высока, чтобы преодолеть водяное молекулярное притяжение (эффект <подсоса> ).
. . Антистатические свойства: накопление статического электричества должно быть минимизировано, насколько это возможно.
. . Грязепоглощение: смазка не должна поглощать грязь, пыль или маслянистые атмосферные фракции.
Первые два свойства, твердость и коэффициент трения противодействуют сухому трению, но, к сожалению, работают друг против друга. При том, что смазка должна быть достаточно твердой, долго держаться и сопротивляться проникновению снега, твердые смазки имеют коэффициент трения выше, чем у мягких смазок. Так как вы хотите добиться низкого коэффициента трения, вы должны подобрать смазку, которая является настолько мягкой, насколько это возможно, оставаясь при этом тверже, чем снег.
Третье свойство, водоотталкиваемость, должно минимизировать молекулярное притяжение водной пленки к базе (влажное трение).
Антистатические свойства, четвертые в списке, являются гораздо более важными, чем считает большинство лыжников и производителей смазки; недавние эксперименты показали, что статическое электричество увеличивает коэффициент трения полиэтилена (базы) на льду на 65%. Также установлено, что статическое электричество накапливается не только на сухом снегу или при низкой влажности, как кажется на первый взгляд, но и при всех состояниях снега.
Пятое свойство - грязепоглощение, является важным, поскольку свойства смазки теряются, когда грязь начинает проникать в смазку.
Современные смазки могут обеспечивать все сразу или некоторые из необходимых свойств. Эти смазки могут быть разделены на следующие категории:
Углеводороды (hydrocarbons)
Фтороводороды (fluorocarbons)
Фторированные смазки (fluorinated waxes)
Графиты (graphites)
Фторграфиты (fluorographites)
До середины 1980-ых, большинство смазок состояли из компонентов, относительно простых по составу, называемых углеводородами (hydrocarbons). Они эффективно уменьшают сухое трение, но почти незаметно, или даже очень плохо справляются с другими составляющими трения. Большинство из них получаются из сырой нефти (естественные смазки) или угля (синтетические смазки) и производятся в большом разнообразии по степени твердости.
Линейка углеводородных смазок DOMINATOR включает смазки Basix, Zoom и backshop.
С середины 1980-ых на рынке были представлены синтетические фторуглероды (synthetic fluorocarbon waxes). Уложенные поверх базовой (основной) смазки, они прекрасно улучшают скольжение на влажном и относительно свежем снеге; они сопротивляются масляным частицам и частицам грязи и уменьшают влажное и грязевое трение. Но с другой стороны, они плохо противостоят механическим воздействиям, легко пропускают агрессивные кристаллы снега, и имеют тенденцию "тормозить" при температуре снега ниже -10.
DOMINATOR Q - фторуглеродная смазка, выпускаемая в порошкообразном виде.
Фторированные добавки (Fluorinated additives) (или fluoros) стали доступными в районе 1990 года. Производители смазки смешивают фторированные добавки с теплыми или холодными углеводородными смазками, чтобы получить смазки с различным содержанием фтора и различной степени твердости. Фторированные добавки уменьшают влажное и грязевое трение. Минимальное количество фторированных добавок (2-3%) уже дает заметный эффект, а большее количество (3-15%, в зависимости от влажности) обеспечивает оптимальные результаты. Некоторые смазки содержат 0.5% фторированных добавок, в то время как их производители рекламируют их как фторированные смазки, дают лишь незначительное преимущество по сравнению с углеводородными смазками.
Важно обратить внимание, что фторированные добавки не являются смазками сами по себе; они уменьшают влажное трение и поглощение грязи, находясь в составе смазки, но при высоких концентрациях могут увеличивать влияние сухого трения. Из-за этого применение высококонцентрированных фторированных добавок ограничено влажным снегом или условиями высокой влажности, где большую роль играет влажное трение, а сухое трение относительно мало. При более низкой влажности и на сухом снеге лучше будут работать низко - или средне- концентрированные фторированные добавки. Очень важно помнить, что высокофтористые смазки плохо работают при низкой влажности. Также надо иметь ввиду, что если фторированные добавки не удалены с базы после гонки методом горячей очистки углеводородными смазками и чисткой жесткими щетками, они будут создавать проблемы, если состояние снега будет изменяться от влажного до сухого. Если вы затрудняетесь определить уровень влажности, среднефтористые смазки будут лучшим выбором. Смазки DOMINATOR, поступающие в продажу, могут быть поделены на четыре класса согласно совокупному содержанию фторированных компонентов и своим функциям:
1. 1. Углеводороды без фтора
DOMINATOR BASIX, Zoom, Backshop
Подготовка новой базы, горячая очистка, прогулочный вариант
2. 2. Низкий фтор (1.5-2.5%)
DOMINATOR HYPERFORM, HyperZoom
Соревнования при влажности 25% и ниже, подготовка базы, тренировки юниоров
3. 3. Средний фтор (3-5%)
DOMINATOR RACE DAY Mid-fluoro, RaceZoom
Соревнования при влажности 25-65% и ниже, соревнования при неопределенной влажности, тренировки юниоров
4. 4. Высокий фтор (5-15%)
DOMINATOR RACE DAY High-fluoro
Соревнования высокого ранга при влажности 50% и более
Несмотря на заявления некоторых компаний, ни один из типов смазок, описанных выше, не противостоит составляющей статического электричества. Однако графитовые смазки, которые производятся путем добавления графитового порошка к углеводородным или фторированным смазкам, являются эффективными для уменьшения статической составляющей трения. Главные недостатки использования графита состоят в том, что он снижает водоотталкиваемость смазки и является менее скользким по сравнению с соответствующей неграфитовой смазкой. Поэтому использование графитовых смазок должно быть ограничено ситуациями, где антистатические и (так как статика способствует накапливанию грязи) грязеотталкивающие свойства наиболее полезны.
Графитовые смазки могут использоваться как самостоятельные смазки, но более типично их использование как подготовительной основы (грунта) для условий влажного грязного снега, сухого холодного снега и льда. Многие применяют графитовые смазки неправильно; чтобы достичь однородного нанесения частиц графита на базу, смазка должна быть нанесена натиранием, а затем обработана утюжком. Линия DOMINATOR FG - низкофтористые смазки, содержащие частицы графита размером около микрона, из-за чего графит не оказывает влияния на структуру базы (does not interfere with the base structure) [Имеется ввиду механически нанесенная структура].
Чтобы исключить недостатки графита при сохранении его полезных свойств, мы начали экспериментировать со смазками, содержащими фторграфитовый полимер (Fluorographite Polymer). Фторграфитовый полимер, легкий серый порошок, является современной полимерной смазкой, получаемый реакцией фтора (в газообразном состоянии) с графитом (черным порошком) в результате комплексного запатентованного процесса. Фторграфитовые полимерные смазки производятся смешиванием фторированных смазок с фторграфитовым полимерным порошком. При использовании этих смазок как грунтового слоя достигается улучшенное ускорение и низкое поглощение грязи почти для всех состояний снега. Единственные доступные в продаже полимерные фторграфитовые смазки - линейка DOMINATOR SRB.
В воскресение рано утром - выпал небольшой снежок. Катило плохо, особенно на открытом пространстве от стадиона до заход в лес.
Похоже, надо смириться со старыми лыжами. Больше калорий зато сжигается.
На следующий год куплю все в комплексе другое.
Ну и слава Богу. А уж на настоящих то лыжах!!!!!!!!!!! Да с вашими то потенциями .... Эх, завидую.
quote:
настоящих то лыжах
quote:
KR2: ... настоящие лыжи это начиная с каких (примеры)?
Для начала это беговые лыжи со скользячкой типа P- TEX, Sintered. Указание типа скользячки можно при внимательном рассматривании найти на лицевой поверхности лыжи. Это скользячки из "спечённого" полиэтилена в отличие от экструдированного полиэтилена прогулочных лыж. Отличаются скользячки спечённые от экструдированных способом изготовления, содержанием графита, электропроводностью. Спечённый полиэтилен чем лучше, тем электропроводнее, но тем и дороже. Экструдированный полиэтилен ужасно прекрасный изолятор, к тому же производитель позволяет себе разные вольности при изготовлении лыж из него и портит этот полиэтилен безнадёжно.
Электропроводность скользячки при тщательном уходе, своевременном парафинировании, тщательном вычищении щетками гарантирует прекрасное скольжение, заметно лучшее, чем экструдированная скользячка дешевых лыж.
Правила подбора лыж по весу, росту, стилю езды подробно расписаны на многих сайтах инета. Изготовливают их с полдюжины разных иностранных фирм.
quote:
Originally posted by oe229614:
Для начала это беговые лыжи со скользячкой типа P- TEX, Sintered
- Три года назад, когда в Москве случились сильные морозы, при которых пластиковые лыжи практически не скользят, я обратил внимание на то, что те, кто был на классике Фишер при температуре ниже минус 30 градусов все равно очень неплохо ехали. Есть ли у фирмы <Фишер> и у вас, как у практика, какие-либо рекомендации как готовить лыжи на такой мороз?
- Здесь все зависит от структуры лыжи - <холодная> лыжа должна быть практически гладкой. В сильный мороз снег сухой, и если мы нанесем на лыжу небольшую структуру, то снежный порошок будет заполнять эту структуру, и получиться так называемый подсос из-за забития структуры снежным порошком. Если взять гладкую лыжу и при этом еще покрыть её холодным, <стеклянным> парафином, например, ранее выпускавшимися зелеными SWIX или STAR, а затем грамотно лыжу обработать, то парафин закроет всю структуру и никакого подсоса из-за снежного порошка не будет. В этом случае можно даже использовать и <теплые> лыжи, но они должны быть без структуры. Если не закрыть структуру, то снежный порошок забивает структуру и лыжа начинает тормозить, как будто едет по песку.
Правильно ли я понимаю, что татуировка в мороз - только усугубляет?
Т.е. у меня как только парафин стерся - резко падает скольжение....
quote:
KR2: ... Правильно ли я понимаю, что татуировка в мороз - только усугубляет?
Т.е. у меня как только парафин стерся - резко падает скольжение....
Татуировка скользячки матричным принтером по жесткому экструдированному пластику получается глубиной около 0,2 мм и полностью зашпаклёвана парафином, который при обработке из углублений не удаляется. Тут другое дело. Окончательную обработку я делал латунной роторной щеткой, щетинки которой нанесли на парафин нечто вроде очень тонкого штайншлифа, сделали скользячку негладкой (не блестящей). Может быть это и "тормозило"?
А почему быстро стёрся профессиональный парафин на Ваших лыжах, я не знаю.
В приведённой Вами ссылке речь ведётся о "Фишерах" с электропроводной скользячкой типа P-TEX. Не всё, что справедливо для "Фишеров" можно распространять на "Карелию".
quote:
KR2: Ну так все-таки, может встроить в лыжи какие-то датчики,...
Это было бы здорово. Но Николай Александрович, это же очень затратный путь, хотя и интересный. Кроме датчиков нужны будут регистраторы, измерители реального состояния снега, сегодняшней и вчерашней погоды, объективных показателей лыжи. А какие показатели снега нужно измерять? Какие параметры лыжи важны для скольжения по такому снегу, а по иному снегу?
Вот я и пытаюсь выяснить и минимизировать этот перечень. Но даже это не просто. Не хватает знаний. Исследование упирает меня в незнание молекулярной физики, химии полимеров, технологии их производства. Это тянет уже не на дипломный проект, как я заявил в начале темы, это уже кандидатская не стыке наук.
В посте 112 этой темы среди важнейших свойств смазки названы:
quote:
... Третье свойство, водоотталкиваемость, должно минимизировать молекулярное притяжение водной пленки к базе (влажное трение).
Антистатические свойства, четвертые в списке, являются гораздо более важными, чем считает большинство лыжников и производителей смазки; недавние эксперименты показали, что статическое электричество увеличивает коэффициент трения полиэтилена (базы) на льду на 65%. Также установлено, что статическое электричество накапливается не только на сухом снегу или при низкой влажности, как кажется на первый взгляд, но и при всех состояниях снега. ...
Начал я исследовать необходимость третьего и четвёртого свойств смазки, полученные результаты неоднозначны, не очевидны, их трудно проверить экспериментом.
Может быть с Вашей помощью?
По разным уже опубликованным постам разбросано, но попытаюсь собрать воедино.
Снежинки - это ледяные кристаллы. Поверхность ледяных кристаллов покрыта слоем молекул слабо связанных с массой кристалла. Этот слой легко переходит в жидкое состояние (переохлаждённая вода) при воздействии незначительного давления. При этом снежинки, лежащие друг на друге, прочно склеиваются друг с другом (а могут и с лыжей). Под скользячкой каждая снежинка, лежащая <плашмя>, образует свою индивидуальную лужицу. Вот по этим лужицам сильно гидрофобная, обработанная соответствующим парафином, скользячка <едет сама собой>, но не все снежинки лежат плашмя, формы у них прихотливые, есть столбики, иглы, вот они и втыкаются в парафин скользячки, бороздят по соседним снежинкам, опрокидывают их пока не сломаются, тормозят лыжу.
Вода слоем толщиной в несколько десятков молекул, образовавшаяся на плосколежащей снежинке, приобретает капиллярные свойства и способность прилипать к молекулам веществ, имеющих атомы кислорода на поверхности (грязь на парафине лыжи). Тратится усилие на разрыв этой плёнки при движении лыжи.
Под действием яркого солнца в тёплый день водяная плёнка на снежинке образуется и без давления, поглощает некоторое количество молекул воздуха, которые при наезде лыжи на эту снежинку диффундируют к поверхности зоны контакта лыжи и снежинки и образуют газовую <смазку>, улучшая скольжение.
Если под действием каких либо причин контакт плоскости снежинки со скользячкой лыжи нарушается, разрывая плёнку воды, происходит электризация снежинки и лыжи зарядами разных знаков при этом тратится энергия. Заряженная снежинка снова липнет к лыже, заряженной противоположным знаком, а там уже возможно место занято другой снежинкой, снежинка едет по снежинке, тормозит.
При температурах до минус 60 град. С свойство поверхности снежинки переходить в жидкое состояние под действием незначительного давления сохраняется, при дальнейшем понижении температуры исчезает и снег перестаёт быть скользким. (Сани едут как по песку). Можно предположить, что превращение поверхности снежинки в переохлаждённую воду в микронных зазорах между лыжей и лыжнёй с понижением температуры снега ниже 0 град. С происходит при всё больших усилиях (давлении) и наконец при некоторой температуре прекращается. Снежинки становятся твёрже и прочнее. Появляется <шипение> под лыжей. При этом характер скольжения становится другим. Нужно переходить на холодные парафины, смазка быстрее стирается со скользячки, нужны лыжи со скользячкой COLD, и т. д.
quote:
KR2: ... Сопротивление электрическое будет влиять на температуру лыжи?
Тут, наверно, речь об электропроводности скользячки? Вклад электризации скользячки в сопротивление скольжению лыжи могу оценить только по косвенным данным. В одном из предыдущих постов есть ссылка на книгу о теории адгезии. Там есть формулы для вычисления электрического заряда, возникающего при отрыве обкладок молекулярного конденсатора. От заряда можно перейти после длительных дополнительных вычислений к определению степени увеличения коэффициента трения лыжи о снег. Я этого не сделал.
Но судя по тому, что скользячка беговых современных лыж делается исключительно из электропроводящего спечённого полиэтилена (P-TEX, Sintered), а при описании методов обработки скользячки обязательно говорится о недопустимости ожёга поверхности скользячки, (по моим исследованиям в несколько раз ухудшающем электропроводность), электризация лыжи увеличивает коэффициент трения значительно.
Не думаю, что температура скользячки от трения лыжи о снег сколько ни будь существенно повышается, т.к. лыжа контактирует при движении со снегом и успешно отдаёт ему выделяющееся тепло. Этого тепла явно недостаточно для плавления снега и появления воды под лыжей от трения.
Если молекулы могут хорошо упаковаться, будучи предельно растянуты, то твердый полимерный материал может образовать разные довольно сложные структуры, обладающие, однако, одним общим свойством. В той или иной степени в твердом теле будут присутствовать участки, в которых молекулы примыкают друг к другу, как карандаши в пачке.
В зависимости от того, каков в теле процент таких пачечных участков, а также смотря по тому, сколь аккуратно упакованы молекулы, составляющие пачечный участок, полимер может обладать тем или иным "процентом кристалличности". Большинство полимеров противятся простой классификации твердых тел на аморфные и кристаллические. Удивительного в этом ничего нет, поскольку речь идет об огромных, да ещё вдобавок чаще всего неодинаковых молекулах. Упорядоченные ("кристаллические") участки в полимерах можно грубо разбить на три класса: пачки, сферолиты и кристаллы из складывающихся молекул.
Типичная микроструктура полимера показана на рис. 9.4. Это фотоснимок с увеличением в 400 раз, сделанный с пленки полипропилена. Звездообразные фигурки - это своего рода кристаллиты. Из центра звездочки при охлаждении полимера начался рост сферолита. Затем сферолиты встретились и поэтому не приобрели идеальной сферической формы (если удается наблюдать за ростом отдельного сферолита, то действительно видишь шар, так что название "сферолит" вполне оправдано). Внутри сферолита длинные молекулы уложены достаточно аккуратно. Скорее всего, сферолит можно представить себе как аккуратно сложенный канат. Роль каната играет пачка молекул. Таким образом, своей длинной осью молекулы расположены перпендикулярно к радиусу сферолита. На той же фотографии мы видим пластичные участки. Возможно, это пачки молекул, а может быть, и кристаллы из складывающихся молекул. Существование подобных кристаллов является интересным и достоверным фактом, относящимся к структуре линейных полимеров.
Двадцать лет назад было сделано следующее замечательное открытие. Из раствора были выделены кристаллики различных полимерных веществ. Исследователи были поражены тем, что такие же кристаллики, поверхности которых похожи на спиральную лестницу, вырастали из растворов различных парафинов. В чем же причина этого спирального роста кристаллов, напоминающего результаты труда искусного кондитера (рис. 9.5)?
Говоря о росте кристалла на стр. 99, мы обошли одно обстоятельство. Представим себе, что строящаяся плоскость кристалла заполнена атомами. Тогда не остается мест, которые притягивали бы атомы достаточно сильно. Можно подсчитать, что по такой схеме рост должен идти со скоростями, в немыслимое число раз меньшими, чем скорости роста, наблюдаемые в действительности. Выход из положения дает наличие спиральных дислокаций в кристалле. Если есть спиральная дислокация, то наращивание грани идет таким образом, что ступеньки, на которых атомам выгодно занять место, никогда не зарастут. Физики облегченно вздохнули, когда были обнаружены спиральные дислокации. Им стали понятны величины скоростей роста и стала очевидной суть картинок, подобных приведенной выше для парафина. Такие спиральные пирамидки наблюдаются очень часто, и в том, что они существуют, нет ничего удивительного. Нет удивительного, если речь идет о кристаллах, построенных из малых молекул. Для таких кристаллов объяснение проходит: размер молекулы, высота ступеньки, толщина кристалла - все эти данные не противоречат друг другу.
Но, обнаружив такую же картинку для полимера, мы сталкиваемся с новым явлением. Дело в том, что толщина слоев полиэфира равна 100-120 Å, а длина молекулы равна 6000 Å. Какой же вывод можно сделать из этих цифр? Да всего лишь один - в этих кристалликах молекулы складываются. Гибкость молекул позволяет им изогнуться без труда, и поэтому остается лишь раздумывать (раздумывание продолжается и до сих пор), какая из трех моделей, показанных на рис. 9.6, лучше. Различие между ними, конечно, второстепенное... Впрочем, специалист обидится. "Как же второстепенное,- скажет он,- на верхнем снимке молекулы загибаются, как попало, минуя ближайших соседей, на второй модели при сворачивании молекула становится соседкой самой себе. Различие между второй и третьей моделью заключается в том, что на среднем рисунке поверхность кристалла более гладкая, чем на нижнем".
Специалист прав: характер укладки полимерных молекул имеет исключительно важное значение и кардинальным образом влияет на свойства вещества. Хотя полиэтилен, нейлон и другие материалы синтезированы впервые несколько десятков лет назад, изучение их надмолекулярной структуры и исследование приемов, заставляющих молекулы упаковываться разным образом, ведется и сейчас многими исследователями.
Теоретические представления о процессе склеивания
.... Склеивание - это соединение двух тел при помощи третьего (клея).
Адгезией называется прилипание двух разнородных жидких или твердых тел, обусловленное молекулярной связью, проявляющейся при соприкосновении этих тел. Притяжение частиц (атомов, ионов, молекул) внутри данного тела называется когезией. Прочность клеевой прослойки определяется силами когезии. Сцепление же ее со склеиваемым материалом (или материалами) обусловлено силами адгезии.
Химическая и физическая природа явлений адгезии и когезии едина. Она обусловлена межмолекулярным взаимодействием, т. е. отношением сил притяжения между молекулами, которое в свою очередь зависит от электрической природы веществ и определяется движением электронов и взаимодействием создаваемых ими электрических полей. Распределение электрических зарядов в веществе определяет его полярность.
Полярные молекулы ориентируются в массе вещества так, что противоположные по знаку заряда участки притягиваются, создавая устойчивую систему, в которой действуют электростатические силы. Чем более полярны вещества, тем больше величина электростатических сил. Поэтому адгезия полярных веществ к полярным обычно высокая. Как правило, полимеры, содержащие гидроксильные (ОН), карбоксильные (СООН), амидные (NHCO), аминные (NH2) и другие полярные группы, являются хорошими клеями.
Различают несколько видов межмолекулярного взаимодействия (или межмолекулярных сил): электростатическое, индукционное, дисперсионное, водородная связь. Кроме того, для склеивания имеют значение и химические связи (ионные, ковалентные, координационные).
Согласно теории, разработанной Дебаем, энергия электростатического взаимодействия полярных молекул зависит от температуры, повышение которой нарушает ориентацию заряженных молекул в результате их теплового движения и снижает величину электростатического взаимодействия.
Под влиянием электрического поля полярных молекул может произойти поляризация неполярных веществ, находящихся в контакте с полярными. Результатом взаимодействия между молекулами этих веществ является притяжение, подобное притяжению полярных молекул, но более слабое. Возникающие при этом силы называются индукционными. В отличие от электростатических сил они не зависят от температуры, но быстро убывают с расстоянием между частицами.
Наконец, независимо от наличия или отсутствия в молекулах электрических зарядов между ними действуют силы, называемые дисперсионными. Они являются результатом взаимной поляризации молекул, вызываемой непрерывным движением электронов рядом расположенных атомов. Дисперсионное взаимодействие проявляется при расстояниях между частицами до 3-4 А. Так как нагревание тел не оказывает заметного влияния на движение электронов, то величина дисперсионных сил не зависит от температуры.
Согласно современным представлениям максимальное действие этих сил проявляется в микроуглублениях, имеющихся на поверхности твердого тела, так как силовые поля, образуемые противоположными стенками этих углублений, будут накладываться друг на друга и таким образом усиливаться.
При склеивании большое значение имеет еще одна разновидность межмолекулярного взаимодействия - водородная связь. По характеру и величине действующих сил она близка к электростатическому взаимодействию и может возникать между непосредственно не связанными группами внутри одной и той же молекулы, между молекулами одного и того же соединения и между молекулами различных соединений, содержащих водород, кислород, азот, хлор. Ее действие проявляется на расстоянии до 2,5-2,8 А. Гидрофильность (способность хорошо смачиваться водой) поверхности древесины, имеющая важное значение для склеивания, частично обусловлена образованием водородных связей между молекулами воды и гидроксильными группами молекул целлюлозы. ....
Иногда при склеивании проявляется действие сил химической связи - ковалентной и координационной. Они действуют на значительно меньших расстояниях, чем дисперсионные, индукционные и электростатические. Их энергия в десятки раз превосходит энергию межмолекулярных связей.
Из приведенного обзора сил адгезии следует, что их действие проявляется лишь при максимальном сближении двух тел. При соприкосновении твердого и жидкого тел взаимодействие становится более полным, так как жидкость, растекаясь, заполняет неровности, благодаря чему лучше осуществляются различные межмолекулярные связи. Следовательно, необходимыми условиями склеивания являются, во-первых, жидкое состояние клея и, во-вторых, способность его к хорошему смачиванию, т. е. растеканию, заполнению неровностей. ....
При взаимодействии клея и твердого тела происходит одновременная переориентировка молекул этих тел и начинают действовать силы, обеспечивающие все более и более прочные межмолекулярные связи. Давление при склеивании способствует быстрому заполнению клеем всех неровностей и более полному контакту поверхности твердого материала с клеем. Заключительной стадией склеивания является переход клея в твердое состояние, т е. его когезионное упрочнение.
На полноту смачивания поверхности и величину сцепления с ней клея влияют форма и размеры микроуглублений на поверхности. Любая поверхность твердого тела представляет собой систему выступов и впадин, т. е. имеет неровности, зависящие от способа обработки. Наиболее распространенные формы углублений схематически изображены на рис. 2. С точки зрения полноты смачивания более благоприятны коническая (рис. 2, а) и призматическая (рис. 2, г) формы. .....
Проведенные в 1949-1950 гг. Б. В. Дерягиным и его сотрудниками опыты показали, что при отслаивании полимерных пленок от поверхности твердых тел затрачивается гораздо большая работа, чем это необходимо для преодоления сил межмолекулярного взаимодействия, и что эта работа тем больше, чем выше скорость отслаивания. Адсорбционная теория не объясняет это явление, так как величина межмолекулярных сил не должна зависеть от скорости разделения склеенных поверхностей. Было выдвинуто предположение, что между твердой поверхностью и клеевой пленкой в период отверждения образуется двойной электрический слой (микроконденсатор).
Механизм образования и разрушения двойного электрического слоя в клеевом соединении объясняет электронная теория адгезии, предложенная Н. А. Кротовой и Б. В. Дерягиным. По современным представлениям, двойной электрический слой образуется в результате ориентирования заряженных частиц клея и поверхности (твердого тела с возникновением затем разности потенциалов между ними. Однако в отличие от электростатического взаимодействия при образовании двойного электрического слоя происходит взаимный переход электронов между функциональными группами молекул полимера и принятие ими электронов от поверхности твердого тела.
Образование двойного электрического слоя при склеивании подтверждается электронной эмиссией, наблюдаемой при отрыве пленок различных полимеров от поверхности стекла, металла и других материалов. Электронная теория не объясняет адгезию между неполярными полимерами и возможность склеивания металлов и диэлектрических материалов токопроводящими клеями, наполненными порошками металлов, графитом, сажей.
Диффузионная теория адгезии, разработанная С. С. Воюцким, объясняет адгезию как результат взаимного проникновения, или диффундирования, линейных макромолекул или их участков с образованием прочного переходного слоя на границе между клеем и склеиваемым веществом. По этой теории, применимой к склеиванию полимеров преимущественно линейного строения, чем больше гибкость макромолекул, тем больше их способность к взаимному проникновению, и чем ближе химическая природа склеиваемых полимеров, тем легче осуществляется взаимное проникновение.
Наиболее характерным примером такого взаимного проникновения макромолекул является аутогезия (самослипание) полимеров линейного строения при нагревании или при нанесении на склеиваемые поверхности органического растворителя. Молекулы полимера диффундируют в раствор, а при соприкосновении поверхностей - взаиморастворяются. Связь, образующаяся в результате взаиморастворения, обладает значительной энергией, большей, чем энергия адсорбционных сил. Предполагают, что это обусловлено межмолекулярным взаимодействием, усиленным большим количеством контактов и отчасти механическим заклиниванием макромолекул или их участков, проникших в соседний полимер.
Диффузионная теория раскрывает также зависимость работы адгезии от скорости отслаивания. Поскольку между прослойкой клея и склеиваемым веществом образуется переходный слой макромолекул, он подчиняется таким же закономерностям при разрушении, как и любой полимер, т. е. с увеличением скорости нагружения сопротивление разрушению также увеличивается.
В основе химической теории адгезии, развиваемой в последние годы, лежит представление о том, что при взаимодействии клея с поверхностью твердого тела образуются ковалентные или координационные связи. Действительно, имеются примеры, показывающие возможность протекания химических реакций между клеем и склеиваемыми материалами.
Как видим, единой теории склеивания нет, так как полностью ни одна из теорий не может объяснить все многообразие и специфичность явлений, возникающих на различных стадиях склеивания. Но даже неполные теоретические представления, применимые для частных случаев, оказываются полезными при синтезе новых клеев и конструировании соединений.
29.07.11 | Физика, Юрий Ерин | Комментарии (19)
Рис. 1. a) Список материалов, показывающий, как они будут заряжаться при их взаимном контакте (соприкосновении или трении). Материал, находящийся в списке выше, будет заряжаться положительно, ниже, - отрицательно. Данный список установлен эмпирическим путем. Позиции некоторых веществ, в частности полиметилметакрилата (органического стекла), полистирола и поливинилхлорида,могут меняться в других публикациях. b) Набор веществ, образующих циклическую серию в процессе их электризации (например, контакт цинка с шелком приведет к появлению положительного заряда на первом веществе и отрицательного на втором). Изображение из статьи: Logan S. McCarty, George M. Whitesides. Electrostatic Charging Due to Separation of Ions at Interfaces: Contact Electrification of Ionic Electrets в журнале Angewandte Chemie International Edition
Общеизвестно, что соприкосновение или трение двух материалов приводит к появлению электрического заряда на их поверхностях. Это явление называется электризацией трением, или контактной электризацией. Длительное время считалось, что в ходе электризации одно тело заряжается однородно положительно, а другое - однородно отрицательно. Ученые из США продемонстрировали некорректность данного утверждения на примере полимерных соединений-диэлектриков. Проведенные ими эксперименты установили, что контакт этих веществ приводит к появлению на их поверхности мозаики из наноскопических областей, имеющих разные по знаку заряды.
При соприкосновении двух тел или их трении они, будучи до этого электронейтральными, приобретают, соответственно, положительный и отрицательный электрический заряд, который равномерно распределяется по их поверхности (рис. 1). В школьном курсе физики это явление называют электризацией трением, или контактной электризацией.
Хотя явление электризации известно с древних времен (первым процесс электризации описал Фалес Милетский), не всё с ним ясно и поныне. Условно эту физическую проблему можно разделить на три части: электризация металлом металла, диэлектрика металлом и диэлектрика диэлектриком. Для первой комбинации веществ процесс электризации хорошо изучен и понят: распределение зарядов идет до тех пор, пока не выровняются уровни Ферми двух металлов, причем положительно (отрицательно) заряжается то вещество, у которого уровень Ферми выше (ниже). Это явление в физике более известно как возникновение контактной разности потенциалов.
Электризация диэлектрика металлом в настоящее время изучается весьма активно, однако остается неясным, до каких пор происходит трансфер зарядов между металлом и диэлектриком, чем определяется окончание этой передачи - электрическим полем, созданным в результате электризации, или числом доступных электронных состояний в диэлектрике (то есть тем, сколько электронов позволяет принять/отдать данный диэлектрик).
Наконец, процесс электризации диэлектрика диэлектриком изучен крайне слабо, хотя специалисты полагают, что если до конца понять электризацию диэлектрика металлом, то впоследствии несложно будет выяснить и механизм электризации двух диэлектриков.
В любом случае, принято считать, что поверхность одного из пары веществ заряжается однородным образом положительно, а другого - однородно отрицательно. Однако это не позволяет объяснить результаты некоторых экспериментов, в которых различные частицы одного и того же материала или даже целые макроскопические области одного образца имели различные зарядовые характеристики (см. например, статью Electrification of granular systems of identical insulators (также доступную здесь), посвященную исследованию причин, по которым маленькие частицы гранулярной диэлектрической среды заряжаются отрицательно, а большие - положительно).
В журнале Science опубликована экспериментальная работа коллектива ученых из США The Mosaic of Surface Charge in Contact Electrification, которая в очередной раз доказывает, что для некоторых макроскопических тел картина электризации может сильно отличаться от общепринятой. Авторы статьи при помощи разновидности атомно-силовой микроскопии - метода зонда Кельвина (Kelvin probe force microscope), позволяющего визуализировать распределение электрического потенциала поверхности изучаемого объекта, - обнаружили, что электризация отдельных полимерных соединений приводит к появлению своеобразной мозаики: участков размером порядка 100 нм, имеющих противоположные по знаку заряды.
Рис. 2. (A) Возможные сценарии контактной электризации. Вверху: после контакта и разделения двух поверхностей одна из них заряжается равномерно положительно, другая - отрицательно. Внизу: контактная электризация двух полимерных соединений приводит к появлению мозаики на их поверхностях - разноименно заряженных областей размером порядка 100 нм. (B)-(D) - трехмерные карты распределения электрического потенциала на поверхностях полимеров, полученные при помощи метода зонда Кельвина. (B) Распределение потенциала на поверхности полидиметилсилоксана (PDMS) перед электризацией. Такое же равномерное распределение наблюдалось и на поверхности остальных материалов, задействованных в эксперименте. (C) Распределение потенциала на поверхности PDMS после контакта с другой поверхностью PDMS. Несмотря на зарядовую мозаику, суммарный заряд, полученный PDMS, отрицательный; при этом поверхностная плотность составляет -0,2 нКл/см2 (нанокулон на квадратный сантиметр). (D) Поверхность поликарбоната (PC) после контакта с PDMS. Полученный заряд положительный. Поверхностная плотность равна 0,16 нКл/см2. В левой колонке - проекции соответствующих 3D-карт распределения потенциала на поверхности полимера. Вариации цвета соответствуют изменению потенциала от -1 В до +1 В. Просканированный зондом Кельвина участок поверхности имеет размеры 4,5 на 4,5 микрометра. Длина масштабной линейки 500 нм. Изображение из обсуждаемой статьи в Science
Изучение процесса появления зарядов на поверхности тел в ходе их электризации происходило на примере полидиметилсилоксана, поликарбоната, политетрафторэтилена (тефлона), обладающих диэлектрическими свойствами. Ученые исследовали также кремний (полупроводник) и алюминий (металл), чтобы показать, что подобная мозаика не наблюдается на поверхностях этих материалов, а также убедиться, что полученные результаты не являются артефактом эксперимента. Измерение плотности поверхностного заряда и контроль электронейтральности поверхности до начала электризации осуществлялся при помощи цилиндра Фарадея, присоединенного к очень точному электрометру. Все эксперименты проходили в нормальных атмосферных условиях (температура +22.C, относительная влажность 24%)
На рис. 2B, C и D представлены распределения электрического потенциала поверхности полимерного диэлектрического материала, полученные зондом Кельвина. Авторы статьи сообщают, что до начала электризации на поверхности материалов отсутствовали какие-либо электрические заряды, по крайней мере измерительная техника, работая на пределе точности, не зафиксировала их наличия (рис. 2B). После электризации на поверхности веществ с диэлектрическими свойствами образовывались наноскопические области с разным знаком заряда. Авторы статьи назвали наблюдаемую ими картину мозаикой, отмечая, что распределение элементов мозаики носило случайный характер и не зависело от того, как в целом заряжались тела в ходе электризации (рис. 2С, D). Алюминий и кремний подобного поведения не проявляли.
Как было установлено в ходе последующих исследований, полученные результаты не претерпевают качественных изменений, если варьировать продолжительность контакта поверхностей (от 2 секунд до 1,5 часов). Также никаких существенных метаморфоз не происходит, если к соприкасающимся телам прикладывать давление (от 0,01 МПа до 4,5 МПа, то есть от 0,1 атмосферы до 45 атмосфер). Никакой роли не играет и характер разделения контактирующих объектов, то есть то, медленно или быстро они отдаляются друг от друга.
Дальнейшая эволюция поверхностей с мозаичным распределением заряда не отличается от обычных наэлектризованных материалов. Они начинают разряжаться, постепенно сглаживая разницу в величине заряда между соседними наноскопическими областями (рис. 3).
Рис. 3. Эволюция распределения потенциала поверхности полимера полидиметилсилоксана (PDMS) до начала электризации (слева вверху), через 3000 (справа вверху), 5000 (слева внизу) и 8000 (справа внизу) секунд после электризации. Изображения получены методом зонда Кельвина. Из обсуждаемой статьи в Science
Не ограничившись сводкой результатов проведенного эксперимента, ученые в своей статье попытались выяснить, какие механизмы заставляют поверхность полимерного диэлектрика покрываться противоположно заряженными наноостровками. Применив рамановскую и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию, авторы пришли к выводу, что возникновение зарядовой мозаики представляет собой сложный процесс, который, по всей видимости, включает в себя разрушение химических связей между наноскопическими областями с разным знаком заряда, изменения химического состава поверхности и переход вещества от одного контактирующего тела к другому.
Само собой, этот вывод рождает новые вопросы: какие конкретно типы химической связи разрушаются в ходе электризации и как это отражается на распределении элементов мозаики? если происходит передача вещества от одной поверхности к другой, то может ли этот явление задавать размер мозаичного фрагмента? По мнению авторов, ответ на эти вопросы можно получить, если улучшить используемые экспериментальные методики, что, в свою очередь, позволит улучшить детализацию мозаичного распределения на молекулярном уровне, дав новую пищу для размышлений над этим явлением.
Источник: H. T. Baytekin, A. Z. Patashinski, M. Branicki, B. Baytekin, S. Soh, B. A. Grzybowski.
Типичными представителями полярного твёрдого диэлектрика служат лед, твердая соляная кислота, органическое стекло и др.
При помещении полярного диэлектрика в электрическое поле происходит
ориентация полярных молекул так, чтобы их оси совпадали с направлением линий напряжённости электрического поля. Однако тепловое движение частиц вещества препятствует такой ориентации. В результате действия поля и теплового движения устанавливается равновесное состояние, при котором полярные молекулы приобретают в среднем некоторую направленную ориентацию, а весь диэлектрик благодаря этому приобретает дипольный момент в направлении поля, т.е. поляризуется.
Рассмотренный вид поляризации называют ориентационной или дипольной. В
этом виде поляризации, в отличие от поляризации смещения, существенную роль играет температура диэлектрика. Диэлектрическая проницаемость полярных диэлектриков больше, чем у неполярных, так как у них по существу наблюдаются оба вида поляризации: ориентационная и упругая поляризация смещения.
Если внешнее поле убрать, то полярные и неполярные диэлектрики
деполяризуются, т.е. поляризация их практически исчезает.
==========================================================
Наэлектризовать тела с помощью трения очень просто. А вот объяснить, как это происходит, оказалось очень непростой задачей.
1 версия. При электризации тел важен тесный контакт между ними. Электрические силы удерживают электроны внутри тела. Но для разных веществ эти силы различны. При тесном контакте небольшая часть электронов того вещества, у которого связь электронов с телом относительно слаба, переходит на другое тело. Перемещения электронов при этом не превышают размеров межатомных расстояний (10 в степени -8 см). Но если тела разъединить, то оба они окажутся заряженными. Так как поверхности тел никогда не бывают идеально гладкими, то необходимый для перехода тесный контакт между телами устанавливается только на небольших участках поверхностей. При трении тел друг о друга число участков с тесным контактом увеличивается, и тем самым увеличивается общее число заряженных частиц, переходящих от одного тела к другому. Но не ясно, как в таких не проводящих ток веществах (изоляторах), как эбонит, плексиглас и другие, могут перемещаться электроны. Они ведь связаны в нейтральных молекулах.
2 версия. На примере ионного кристалла LiF (изолятора) это объяснение выглядит так. При образовании кристалла возникают различного рода дефекты, в частности вакансии - незаполненные места в узлах кристаллической решетки. Если число вакансий для положительных ионов лития и отрицательных - фтора неодинаково, то кристалл окажется при образовании заряженным по объему. Но заряд в целом не может сохраняться у кристалла долго. В воздухе всегда имеется некоторое количество ионов, и кристалл будет их вытягивать из воздуха до тех пор, пока заряд кристалла не нейтрализуется слоем ионов на его поверхности. У разных изоляторов объемные заряды различны, и поэтому различны заряды поверхностных слоев ионов. При трении поверхностные слои ионов перемешиваются, и при разъединении изоляторов каждый из них оказывается заряженным.
Не могу дать ссылку на источник, но есть упоминание, что P-TEX содержит около 7 процентов графита, и что в "холодных" скользячках графита меньше (скользячка серее, чем "тёплая").
Не выяснено и "распределение" проводимости по поверхности скользячки. Есть описание этой поверхности под микроскопом, да и сам я это видел. На чёрной поверхности видны ещё более чёрные точки округлой формы, окруженные сероватым ореолом неопределённой формы. Диаметр чёрных точек (строго на глаз) около 0,1 мм, занимают точки около 20 процентов поля зрения и распределены равномерно по полю.
Без знания механизма включения графита в полиэтилен скользячки, можно придти к неверным заключениям. Для того, что бы продолжить рассуждения, принимаю следующее предположение, где - то давно вычитанное:
для изготовления скользячки типа Sintered взята тонкая полиэтиленовая лента (экструдированная?), на неё методом, например вжигания, нанесён графитовый порошок, образующий непрерывный токопроводящий слой, как в потенциометре регулятора громкости в радиоприёмнике, эта лента свита в нитку при этом графитовый слой превращается графитовый стрерженёк или трубочку, из ниток свита верёвка, верёвка свёрнута в бухту, бухта спрессована, нагрета до спекания верёвки в монолит.
Полученная болванка превращена в шпон, наподобие шпона для фанеры, шпон нарезан на ленты, сплошь пронизанные графитовыми микротрубочками. Одна сторона ленты протравлена для обеспечения склеивания с элементами конструкции лыжи. Протравленная поверхность становится электропроводной. Не знаю почему, но установлено опытным путём.
Это может объяснить полученные мной опытным путём факты:
1 Скользячка типа P-TEX и Sintered электропроводна и чем лучше скользячка, тем лучше её электропроводность.
2 Обработка парафином неизбежно ухудшает электропроводность скользячки.
Года три назад принесла мне женщина лыжи, то ли Карелию, то ли Визу.
Очень грубой (диаметр проволок 0,4 мм) стальной медленно вращающейся щёткой (500 - 800 об/мин) нанёс достаточно глубокие борозды на скользячку, запарафинил, почистил. Через месяц, наверно, встретил эту женщину. Сказала, что очень довольна обработкой.
Думаю, для холодной погоды такая обработка ухудшила бы скольжение, да в холода видимо сидит она дома.
Надо ли парафинить лыжи с экструдированной скользячкой? Наверно надо, всё равно обработанная правильно подобранным парафином лыжа пойдёт веселее, другое дело, что сойдёт парафин с такой скользячки быстрее, чем с P-TEX. Видимо борозды от грубой щетки способствуют удержанию парафина, да и играют роль накатки.
В сегодняшнюю погоду Ваши лыжи не идут?