МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНЫЕ НАНОКОМПОЗИТЫ (ПОЛУЧЕНИЕ, СВОЙСТВА, ПРИМЕНЕНИЕ)

Координаторы: акад. Бузник В. М., член-кор. РАН Фомин В. М., член-кор. РАН Ляхов Н. З.

Исполнители: ИТПМ, ИХТТМ СО РАН, ИХ ДВО РАН

Твердофазными механохимическими методами получены новые материалы — металл—фторполимерные и металл—керамика—фторполимерные композиты, обладающие комплексом свойств: высокой электропроводностью, устойчивостью к электроэрозии, низким коэффициентом трения и устойчивостью к механическому истирающему воздействию. При механохимической обработке смесей порошков несмешивающихся металлов — вольфрама и меди с добавкой политетрафторэтилена (до 1 мас.%) показано образование композитных частиц размером 30—60 мкм. Обнаружено, что добавки политетрафторэтилена улучшают прессуемость материала, увеличивая плотность спрессованных заготовок. Коэффициент трения композитного покрытия W—Cu—УПТФЭ близок к коэффициенту трения массивного фторопласта. Механическая обработка в присутствии политетрафторэтилена композитов WC—Cu, TiB2—Cu и (TiB2—Cu)—W, керамические частицы в которых получены твердофазными реакциями, позволяет получать эрозионно стойкие материалы с низким коэффициентом трения (рис. 1).

Рис. 1. Нанокомпозитные материалы медь-диборид титана-политетрафторэтилен.

Fig. 1. Nanocomposite materials copper-titanium di-boride-polytetrafluorethylene.

Экспериментально исследовано формирование металл—полимерных (Cu + ПТФЭ) порошковых покрытий и проведено моделирование процесса трения металл—полимерного композита. Показано, что газодинамическое компактирование не вносит существенных изменений в соотношение исходных компонентов в порошках композитов; порошковые металл—полимерные материалы, скомпактированные газодинамическим методом, обладают достаточно высокими адгезионно-когезионными свойствами; метод ХГН не вносит существенного увеличения удельного электросопротивления в токопроводящие покрытия по сравнению с исходным; коффициент сухого трения металл—полимерных порошковых покрытий близок к коэффициенту трения тефлона (рис. 2), т. е. показано, что такие композитные материалы, скомпактированные газодинамическим методом, в виде покрытий можно использовать в различных системах скользящего токосъема (рис. 3).

Рис. 2. Зависимость от нагрузки коэффициента трения композиции (WK-Cu + 0,1 % FC)60 % + Cu(ПМС)40 %.
Fig. 2. Dependence of the friction coefficient of the composi-tion (WK-Cu + 0,1 % FC)60 % + Cu(PCS)40 % on loading.
Рис. 3. Троллейбусная токосъемная вставка с медь-полимерным покрытием.
Fig. 3. Trolley-bus current collector with a copper-polymer coating.

Список основных публикаций

  1. Мамылов С. Г., Ломовский О. И. Порошковый нанокомпозиционный материал медь—диборид титана как добавка в моторные масла, Изв. вузов, 2002 (в печати).

  2. Kwon Y. S., Mamylov S. G., Lomovsky O. I. et al. Nanocomposite Cu—TiB2 materials as motor oil additives, Wear, 2003 (in press).

  3. Alkhimov A. P., Klinkov S. V., Kosarev V. F. The Features of Cold Spray Nozzle Design, Journal of Thermal Spray Technology, June 2001, Vol. 10, N 2, p. 375—381.

  4. Клинков С. В., Косарев В. Ф. Моделирование адгезионного взаимодействия частиц с преградой при газодинамическом напылении, Физическая мезомеханика, 2002., т. 5, № 3, с. 27—35.

  5. Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Лаврушин В. В., Алхимов О. А. Устройство газодинамического напыления порошковых материалов. патент РФ № 2190695, 2002, БИ № 28.

  6. Алхимов А. П., Косарев В. Ф., Лаврушин В. В. Нанесение металл-полимерных покрытий методом холодного газодинамического напыления, Физическая мезомеханика, 2002, т. 5, № 6, с. 101—108.

  Оглавление Далее