ТРИБОХИМИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАСЛАХ, СОДЕРЖАЩИХ НАНОПОРОШКИ МЕДИ И НИКЕЛЯ

Известно, что введение координационных соединений в смазочные масла может существенно улучшать их антифрикционные свойства за счет формирования трибополимерных пленок на поверхностях трения [1]. При этом для соединений никеля обнаружено образование наночастиц и нанокомпозитов в смазочных слоях [2]. В настоящей работе предпринята попытка получить аналогичный эффект введением заранее полученных нанопорошков меди и никеля в минеральное масло. Использованы нанопорошки меди размером 135±15 нм и никеля размером 70±5 нм. Трибометрические испытания проводили на машине торцевого трения типа АЕ-5 при скоростях скольжения 0,8 м/сек.

Результаты трибологических испытаний приведены в таблице. Вопреки ожиданиям, введение наночастиц меди и никеля значительно повышает коэффициент трения. При этом нагрузочные характеристики масла существенно ухудшаются.

Методом рентгенофлуоресцентного анализа установлено наличие металлических пленок меди и никеля на поверхностях трения, однако трибополимерной пленки, которая снижает коэффициент трения, не образуется.

Смазочные свойства существенно улучшаются, если в смазочные композиции ввести дополнительно лиганд, способный образовывать координационные соединения с переходными металлами, таблице.

В результате трибохимических процессов формируется трибополимерная пленка, которая исследована нами методами оптической, растровой электронной микроскопии и ИКС НПВО.

Таблица

Результаты трибометрических испытаний присадок наноразмерных порошков переходных металлов в минеральном масле

Присадка

Нагрузочная характеристика Р, МПа

Коэффициент трения, fтр.

-

68

0,083

Нанопорошок меди

26

0,210

Нанопорошок никеля

39

0,160

Нанопорошок меди + лиганд

156

0,010

Нанопорошок никеля + лиганд

156

0,010

Изучена морфология пленки и её ориентировочный химический состав.

Таким образом, исследованы смазочные композиции, содержащие наноразмерные порошки меди и никеля. Показано, что введением комплексообразующих соединений можно регулировать трибохимические процессы, влияющие на смазочные характеристики масла.

Работа выполнена при финансовой поддержке внутреннего гранта ЮФУ № 213.01-2014/005ВГ с использованием ЦКП «Молекулярная спектроскопия» и ЦКП «Высокие технологии» ЮФУ.

1. А.Г. Пономаренко, Г.Г. Чигаренко, А.С. Бурлов, А.В. Бичеров, Т.А. Ширяева, Б.Г. Коноплев, О.А. Агеев, А.С. Коломийцев, С.Б. Зайченко, В.А. Четверикова, А.Д. Гарновский, В.И. Минкин Исследование смазочных композиций на основе полиорганосилоксанов, содержащих азометиновые металлокомплексы // Трение и износ. 2010. Т. 31. № 5. С. 353-363.

2. A.G. Ponomarenko, A.S. Burlov, M.V. Boiko, T.A. Shiryaeva, A.G. Kalmykova, S.B. Zaichenko, M.S. Milutka Investigation of tribochemical processes in lubricating compositions that contain coordination compounds of transition metals // Journal of friction and wear, 2015, Vol. 36, No. 1, pp. 15–22.