Введение
Статическое трение, которое необходимо преодолеть для начала относительного движения между неподвижными контактирующими объектами.
Стикция (образовано от слов "статическое" и "трение") – это сила, которую необходимо преодолеть для начала относительного движения между неподвижными контактирующими объектами. Любые твердые объекты, прижатые друг к другу (но не скользящие), требуют определенного порогового значения силы, параллельной поверхности контакта, для преодоления статической адгезии. Стикция – это пороговое значение, а не непрерывная сила. Однако стикция может быть и кажущимся эффектом, возникающим из-за вращения кинетического трения. В ситуациях, когда две поверхности с площадью менее микрометра оказываются в тесном контакте (например, в акселерометре), они могут прилипать друг к другу. В этом масштабе существенными становятся электростатические силы, силы Ван-дер-Ваальса и водородные связи. Явление прилипания двух поверхностей таким образом также называется стикцией. Стикция может быть связана с образованием водородных связей или наличием остаточных загрязнений.
Автомобили
Сцепление (или сила трения покоя) – это тот же порог, при котором катящийся объект начнет скользить по поверхности, а не катиться с ожидаемой скоростью (а в случае колеса – в ожидаемом направлении). В этом случае это называется «трением качения» или μr. Именно поэтому на курсах подготовки водителей учат, что если автомобиль начинает скользить боком, водителю следует избегать торможения и вместо этого пытаться рулить в том же направлении, что и занос. Это дает колесам шанс восстановить статическое сцепление с дорогой, что возвращает водителю контроль над автомобилем. Аналогично, при попытке быстро разогнаться (особенно со старта) чрезмерно усердный водитель может вызвать «проскальзывание» ведущих колес, но это эффектное проявление шума и дыма менее эффективно, чем поддержание статического контакта с дорогой. Многие трюки (например, дрифт) выполняются путем намеренного нарушения и/или восстановления трения качения. Автомобиль на скользкой поверхности может проехать значительное расстояние с минимальным контролем над ориентацией, если водитель «заблокирует» колеса, сильно нажав на тормоза. Антиблокировочная система (ABS) использует датчики скорости колес и датчики скорости автомобиля для определения, не остановилось ли какое-либо из колес. Модуль ABS затем кратковременно снижает давление в тормозной системе колеса, которое вращается слишком медленно, чтобы не допустить пробуксовки, позволяя дорожному покрытию снова свободно вращать колесо. Антиблокировочные тормоза могут быть гораздо эффективнее порогового торможения, которое, по сути, является ручной техникой для достижения того же эффекта.
Инженерная
Стикция относится к характеристике движения типа "старт-стоп" механического узла. Рассмотрим механический элемент, медленно увеличивающий внешнюю силу на неподвижный узел, предназначенный для относительного вращения или скольжения контактирующих его частей. Статическое трение между частями узла сопротивляется движению, в результате чего упругие моменты в узле накапливают механическую энергию. Любая часть узла, способная к упругой деформации, даже микроскопической, и оказывающая восстанавливающую силу, вносит вклад в упругий момент. Таким образом, "пружины" в узле могут быть не очевидны. Увеличивающаяся внешняя сила в конечном итоге превышает статическое трение, и накопленные упругие моменты, высвобождаясь, импульсивно оказывают свои восстанавливающие силы как на движущиеся части узла, так и, в соответствии с третьим законом Ньютона, в ответ на внешний воздействующий элемент. Затем части узла импульсивно ускоряются относительно друг друга, испытывая сопротивление динамического трения (в данном контексте значительно меньшее, чем статическое трение). Однако, воздействующий элемент не может ускоряться с той же скоростью, отстает и теряет контакт. Внешняя сила на движущийся узел мгновенно падает до нуля из-за отсутствия механического контакта, хотя воздействующий элемент продолжает свое движение. Движущаяся часть затем замедляется до остановки под действием динамического трения. Цикл повторяется, когда движение воздействующего элемента возвращается к контакту. Прилипание, накопление упругой энергии, импульсивное высвобождение упругой энергии, ускорение, замедление, остановка, прилипание. Повтор. Стикция является проблемой для проектирования и материаловедения многих движущихся механизмов. Это особенно актуально для линейных скользящих соединений, а не вращающихся шарниров. Благодаря простой геометрии, расстояние перемещения скользящего соединения в двух сопоставимых механизмах больше, чем окружное перемещение поворотного подшипника, следовательно, задействованные силы (при одинаковой работе) ниже, а силы стикции становятся пропорционально более значимыми. Эта проблема часто приводила к перепроектированию механизмов со скольжением на чисто шарнирные конструкции, чтобы избежать проблем со стикцией. Примером является стойка Чапмана, элемент подвески.
Микрооборота поверхностей
При микрообработке поверхности, при изотропном мокром травлении жертвенного слоя происходит прилипание или адгезия между подложкой (обычно на основе кремния) и микроструктурой. Капиллярные силы, возникающие из-за поверхностного натяжения жидкости между микроструктурой и подложкой во время сушки травителя, приводят к сцеплению двух поверхностей. Разделение этих поверхностей часто затруднено из-за хрупкости микроструктуры. Для предотвращения прилипания часто используют процесс сушки с применением сублимирующей жидкости (часто сверхкритического CO2, обладающего крайне низким поверхностным натяжением), который позволяет избежать образования жидкой фазы. CO2 вытесняет промывочную жидкость и нагревается выше сверхкритической точки. По мере медленного снижения давления в камере CO2 сублимируется, предотвращая тем самым прилипание.