Inżynierowie z MIT wyjaśniają tajemnicę.
Żyletki są zwykle wykonane z stal nierdzewna, materiał około 50 razy twardszy niż ludzki włos. Jednak pomimo różnicy w trwałości między jednym a drugim, golenie powoduje szybkie uszkodzenie ostrzy. Teraz inżynierowie z MIT zbadali tę tajemnicę i wyjaśnili w czasopiśmie Science, jakie jest źródło tej degradacji.
C. Cem Tasan, Gianluca Roscioli i Taheri Mousavi, inżynierowie metalurgiczni z MIT, wyjaśniają, że ich celem było „zrozumienie problemu, którego mniej więcej wszyscy są świadomi: dlaczego ostrza stają się bezużyteczne, gdy wchodzą w interakcję z dużo większą ilością materiału. miękki”.
Wystarczy jeden włosek, aby zintensyfikować mikropęknięcia
Naukowcy odkryli, że golenie odkształca ostrze w bardziej złożony sposób niż zwykłe zużycie cierne. Według badań zwykły włos może stanowić krawędź ostrza ze stali nierdzewnej chip w określonych warunkach. Po wystąpieniu tego początkowego pęknięcia ostrze jest bardziej podatne na kolejne przejścia.
Mikroskopijna struktura liścia ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia, co się dzieje. Wada jest spowodowana ponieważ mikrostruktura stali nie jest jednolita. Pojawienie się pęknięć jest spowodowane według kąta natarcia podczas golenia oraz obecnością defektów w strukturze ostrza.
Aby przeprowadzić badanie, zespół początkowo przeanalizował pod skaningowym mikroskopem elektronowym (SEM), jak to jest golić się za pomocą jednorazowych ostrzy. Pojawiły się pierwsze obserwacje niewielkie zużycie, ale zauważalne było tworzenie się wiórów w niektórych obszarach krawędzi skrawającej. Naukowcy skupili się na określeniu, w jakich warunkach powstały te odłamki.
Zespół MIT zbudował mały mikromechaniczna aparatura do przeprowadzania kontrolowanych eksperymentów z goleniem. Miał ruchomą scenę, dwa zaciski do przytrzymywania ostrza i włosów, a kilka maszynek do golenia było używanych pod różnymi kątami. Za pomocą tego urządzenia ponownie przeanalizowano je pod mikroskopem i wykonano zdjęcia o wysokiej rozdzielczości.
Niezależnie od grubości włosa doceniano, że na głowni tworzyły się drzazgi, z wyjątkiem sytuacji, gdy włosy były strzyżone prostopadle do ostrza. Drzazgi pojawiały się zwykle, gdy krawędź ostrza uderzała w bok włosa.
Po zaobserwowaniu cięcia naukowcy przeprowadzili symulację, w której przewidzieli trzy warunki: kiedy ostrze ma określony kąt, kiedy stal ma niejednorodny skład i kiedy włos znajduje się w słabym punkcie. Ustalili to na podstawie tych symulacji jeśli struktura materiału ma mikropęknięcia, wystarczy zwykły miękki materiał, taki jak włosy. Efekt znany jako „eskalacja stresu”.
W wyniku tych badań zespół MIT ma nadzieję pomóc w stworzeniu ostrzy z bardziej jednorodnej stali nierdzewnej, która zapobiega tworzeniu się tych wiórów i poprawia ich trwałość.
Więcej informacji | Nauka
