По всем вопросам звоните:

+7 495 274-22-22

УДК: 620.17 DOI:10.33920/sel-10-2110-07

Углеродные наноразмерные триботехнические материалы

Селютин Г. Е. канд. физ.-мат. наук, вед. науч. сотр., Красноярский институт химии и химической технологии, г. Красноярск
Дунаев А. В. канд. техн. наук, вед. науч. сотр., ФГБНУ ФНАЦ ВИМ, г. Москва, Россия, E-mail: dunaev135@mail.ru

Приведены результаты разработки и испытаний наноалмазных трибосоставов Красноярского института химии и химической технологии (СО РАН), Красноярского института биофизики (СО РАН) совместно с ООО «Реал-Дзержинск», а также результаты разработки нового трибосостава на основе наноразмерных углеродных волокон. Доказано, что в отличие от чисто наноалмазных импортных порошков наноматериалы взрывных технологий графита представляют собой наночастицы псевдоалмаза, окруженные углеродной оболочкой. Насыщая их различными периферийными органическими соединениями, можно получать седиментационно устойчивые углеродные кластеры, работающие при трении в маслах не по механизму шаржирования, а по механизму хемосорбции и полимеризации компонентов трибосреды. А новый более технологичный и дешевый триботехнический материал GRAF SB на основе наноразмерных углеродных волокон, не менее эффективный наноалмазных, работает только по механизму адсорбции и хемосорбции.

Литература:

1. Ставер А. М., Лямкин А. И. Ультрадисперсные материалы. Получение и свойства / Красноярский Политехнический институт // Межвузовский сборник. — Красноярск, 1990. — С. 3.

2. Никитин Е. В. и др. Патенты РФ № 2054456, № 2042711, № 2225879, № 2178803.

3. Верещагин А. Л. Детонационные наноалмазы. — Барнаул: Издательство АГТУ, 2001. — 212 с.

4. Губаревич Т. М. Технический контроль качества ультрадисперсных алмазов // III Международный научный семинар «Наноструктурные материалы — 2004». Беларусь — Россия. — Минск, 2004. — С. 50–52.

5. Новиков В. П., Короза А. Г., Ищенко Н. Н. Химическая дезагрегация и стабилизация наноалмазов методом создания структурно-функционального покрова на их поверхности // III Международный научный семинар. «Наноструктурные материалы— 2004». Беларусь — Россия. — Минск, 2004. — С. 78–80.

6. Puzyr A. P. at all. Physical and chemical properties of modified nanodiamonds // Syntheses, Properties and Applications of ultrananocrystalline // NATO Science Series. II. Mathematics, Physics and Chemistry. Springer (Ed. Dieter Gruen), Kluver Academic Publishers B. V. — 2005. — Vol. 192. — P. 261–270.

7. Пузырь А. П. и др. Перспективы использования детонационных наноалмазов с повышенной колоидной устойчивостью в технических областях // Нанотехника. — 2006. — № 4 (8). — C. 96–95.

8. Долматов В. Ю. Детонационные наноалмазы: синтез, строение, свойства и применение // Успехи химии. — 2007. — № 76 (4). — С. 375–388.

9. Селютин Г. Е. и др. Применение модифицированных наноалмазов для увеличения ресурса узлов трения // Труды ГОСНИТИ. — М., 2011. — Т. 107. — Ч. 2. — С. 25–29.

10. www.diamondnanodiamond.com.

В последнее десятилетие во многих странах наблюдался рост работ по производству и исследованию нанопорошков для медико-биологических, конструкционных и трибологических материалов. Такие работы в РФ особенно интенсивно ведутся в ГНЦ РФ ГНИИХТЭОС, Ивановском химико-технологическом институте, Новосибирском, Санкт-Петербургском, Тамбовском, Томском и других политехнических и технологических институтах. Среди этих работ достаточно разработок детонационных наноалмазов и сходных с ними продуктов [1–10].

Детонационные наноалмазы (НА) впервые синтезированы в 1963 г. [1, 3, 10] российскими учеными путем взрывного разложения мощных смесей взрывчатых веществ с отрицательным кислородным балансом в неокислительной среде. Такие алмазы характеризуются наноразмерностью частиц, химической стойкостью алмазного ядра и активностью периферической оболочки. Микрофотография типичной частицы НА приведена на рисунке 1 [8].

Частицы НА имеют большую удельную поверхность с высокой химической активностью функциональных групп [8, 9], что обусловливает высокую реакционность детонационных НА. Отсюда их поведение в различных системах разнообразно.

Среди областей применения НА лидируют три направления [8]: финишное полирование (70 %); гальваника (25) и смазочные композиции (5 %). Крупные рыхлые агрегаты НА в сопряжениях трения легко разрушаются и не производят на них негативного механического воздействия.

Долматов В. Ю. [8] (ФГУП СКБ «Технолог» при Санкт-Петербургском технологическом институте) выделяет следующие триботехнические преимущества НА:

- эффективны даже при очень низких концентрациях;

- совместимы с различными синтетическими и минеральными маслами;

- экологически безопасны в сравнении с металлическими, фторуглеродными и другими триботехническими составами;

- увеличивают прочность и несущую способность смазочной пленки;

- имеют эффект последействия (свыше 60 ч) от слива смазочной композиции с наноалмазами и залива чистого масла, что обусловлено прочным адсорбционным и диффузионным закреплением углеродных кластеров на поверхностях трения.

Для Цитирования:
Селютин Г. Е., Дунаев А. В., Углеродные наноразмерные триботехнические материалы. Сельскохозяйственная техника: обслуживание и ремонт. 2021;10.
Полная версия статьи доступна подписчикам журнала
Язык статьи:
Действия с выбранными: