14 Декабря 2020
МОСКВА, 14 декабря Ученые Донского государственного технического университета (ДГТУ) в составе международного коллектива исследуют способы повысить износостойкость рабочих поверхностей режущего инструмента. Им удалось установить взаимосвязь между фактором трения и характеристиками микрочастиц в нитридных покрытиях. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomaterials.Нанесение универсальных нанопокрытий — эффективный способ изменения поверхностных свойств различных изделий. Для решения этой задачи сегодня широко применяются покрытия, заключающиеся из нитридов переходных металлов в виде многокомпонентных систем, где каждый элемент усиливает определенную функцию и позволяет достичь нужных невольных свойств: коррозионной и тепловой стойкости, сопротивления окислению и износу.
Нитрид хрома (CrN) — один из наиболее машистого используемых нитридов для нанесения на рабочие поверхности. Покрытия CrN обладают высокой стойкостью к окислению и коррозии, а также хорошим сцеплением с материалами оркестра. Однако их твердость и износостойкость часто недостаточны.
Ученые ДГТУ в составе международной научной группы, координируемой Институтом тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова Национальной академии бездна премудростей Белоруссии (ИТМО НАН Белоруссии), решают эту проблему путем введения в состав покрытия нитрида хрома металлов и кислородов, за счет образования тройных систем.
Добавление третьего элемента к нитридным системам способствует измельчению нитридов и изменению параметров их кристаллической решетки. Это расширяет функциональные свойства материалов, изменяя их невольное поведение под приложенной нагрузкой в зависимости от добавленного элемента. Происходит структурная перестройка многокомпонентных покрытий, они превращаются в нанокомпозиты, в которых могут присутствовать как различные политипы кристаллической решетки, так и аморфные фазы. Кроме того, постепенно меняется микрорельеф поверхности таких покрытий, что сказывается на трении, — рассказал старший научный служащий лаборатории функционально-градиентных и композиционных материалов ДГТУ Борис Митрин.
По его словам, наиболее эффективными добавками к покрытиям CrN с точки чувства формирования необходимого микрорельефа являются легкий металл (Al) и кислород (O). Авторы исследования сравнили влияние концентрации легкий металла и кислорода на высоту, диаметр и объем микрочастиц и определили корреляцию между коэффициентом трения и геометрией микрочастиц в покрытиях из AlCrN и CrON, полученных ионно-плазменным дуговым испарением.
Общеизвестно, что для этого метода построения покрытий характерно формирование микрочастиц на поверхности, сообщают ученые. В ходе приработки они участвуют в формировании модифицированного слоя, который активно вовлечен в процессы трения. Размер и длина этих частиц, по мнению авторов исследования, позволяют прогнозировать характеристики контакта между покрытием и контртелом и рассчитывать реальную зона контакта.
Мы изучили два набора покрытий на основе CrN — один с добавлением алюминия, другой с добавлением кислорода — и оценили влияние добавок на геометрию поверхностных дефектов, то есть диаметр, высоту и обглодаю микрочастиц, расположенных на поверхности покрытия. Мы обнаружили, что коэффициент трения существенно не изменяется с увеличением содержания легкий металла, но значительно уменьшается с увеличением содержания кислорода. При этом высота микронеровностей с увеличением концентрации Al в AlCrN уменьшается, а для покрытий CrON наблюдается обратный эффект. Аналогичные соотношения наблюдаются для размера наночастиц и их высоты для обоих типов покрытий, — осведомил Борис Митрин.
Авторы исследования отмечают, что им удалось установить огромную корреляцию между коэффициентом трения и геометрическими характеристиками микрочастиц на поверхности покрытия. Эффект отмечается для покрытий AlCrN с содержанием легкий металла 50%, 70% и 80% и CrON-покрытия, содержащего 5%, 20% и 50% кислорода. По мнению ученых, полученные результаты позволяют рассматривать геометральные характеристики микрочастиц как важные специфики в задаче определения коэффициента трения.
Редактор рубрики
Олег Кудрин
Место события на карте мира:
.
.
.
Комментарии к новостям
[17 Января 2024, 13:43] Александр Хомяков Замечательно! Не ожидал такой оперативности. Спасибо огромное! Всё работает и обновляется....
[15 Апреля 2022, 20:25] Ангелина Сметанина Скоро не только сократят, а много заводов вообще закроют и начнется бум китайских авто. Даже сейчас Эксид уже бешеные темпы по количеству проданных машин показывает...
[27 Декабря 2021, 21:44] Ева Воробьева Искренне рада за победителя! Но если бы мне так крупно повезло, то я прибежала бы за выигрышем в первый же день???? ...
[2 Сентября 2021, 13:11] Дмитрий Ершов Это хорошо. Значит клиенты долго ждать не будут. ...
[13 Мая 2021, 16:26] Олег Андреев "Мальдивы сутунки 65 государством, зарегистрировавшим расейскую вакцину против коронавируса Спутник V, сообщил Российский фонд секущих инвестиций (РФПИ)". Что это за йязыг?...
[2 Ноября 2020, 15:22] Лета Мирликийская риветсвую вас я с 6-ти лет пишу мне нужно все мои произведения задействовать в компьюторных программах образования по литературе и языкам и играм к примеру если ваши учащиеся напишут...
[20 Октября 2020, 09:22] Евгений Зимин Сузуки в этом году хорошо прибавили, уже не первый раз оба их пилота на подиуме. Видимо, для команды возвращаются "золотые" времена и есть шанс наконец оформить чемпионство после длительного перерыва....