Влияние ультрадисперсных присадок на триботехнические характеристики пластичных смазочных материалов (обзор)

В настоящей статье представлен обзор исследований влияния мелкодисперсных присадок на триботехнические характеристики пластичных смазочных материалов (ПСМ). Проанализированы некоторые антифрикционные и противоизносные свойства ПСМ с добавлением частиц различных размеров и различной природы: дисульфид молибдена, наноуглеродные присадки, присадки на основе меди, сверхтвёрдые материалы. Представлены статистические данные по публикационной активности для каждого вида присадок с глубиной поиска 20 лет. Несмотря на различную природу рассматриваемых материалов выявлены общие тенденции проводимых исследований. Во всех случаях отмечено, что наночастицы более эффективны, чем микрочастицы. Для некоторых материалов выявлены значения оптимального размера и концентрации присадки. В качестве основных перспективных направлений исследований выделено изучение нанокомпозитов и применение нескольких наноприсадок для достижения синергического эффекта. Отмечена сложность и многофакторность процессов в зоне трения, которая затрудняет более точную и подробную оценку влияния присадок на триботехнические характеристики ПСМ. В качестве потенциального решения данной проблемы предложено использование искусственного интеллекта для обработки и анализа больших объёмов трибологических данных.

1. Дегтярь В.В. Долговечность подшипников тяжелонагруженных узлов машин // Омский научный вестник. — 2013, № 2(120), 103—106. EDN: RNEIBB

2. Gow G. Lubricating Grease // Chemistry and Technology of Lubricants. — Dordrecht: Springer Netherlands. — 2009, 411—432

3. Борисова Д.С. Обзор исследований смазочных сред с добавками твёрдых смазочных материалов // Cборник статей Всероссийской с международным участием научной конференции «Интеллектуальная трибология в машиностроении: BALT TRIBO 2025», Санкт-Петербург, Россия, 19–20 июня 2025 года. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. — 2025, 328—332. DOI: 10.18720/SPBPU/2/id25-84

4. Scientific & Scholarly Research Database. Scilit [Электронный ресурс]. URL: https://www.scilit.com/. Дата доступа: 07.07.2025.

5. Zilabi S., Shareei M., Bozorgian A., Ahmadpour A., and Esmaeil E. A Review on Nanoparticle Application as an Additive in Lubricants // Adv. J. Chem. Sect. B. Nat. Prod. Med. Chem. — 2022 (4), 209—221

6. Song I., Park C., and Choi H.C. Synthesis and Properties of Molybdenum Disulphide: from Bulk to Atomic Layers // Rsc Advances. — 2015 (5), no. 10, 7495—7514

7. Manoj A., Chandra Verma P., Saravanan P., Kumar S., and Narala R. Effect of Solid Lubricant Particles on the Tribological Behavior of Grease // Jurnal Tribologi. — 2024 (40), 247—267

8. Xiang S., Long X., Zhang Q., Ma P., Yang X., Xu H., Lu P., Su P., Yang W., and He Y. Enhancing Lubrication Performance of Calcium Sulfonate Complex Grease Dispersed with Two-Dimensional MoS2 Nanosheets // Lubricants. — 2023 (11), no. 8, 336—350

9. Zhang Y., Li P., Ji L., Liu X., Wan H., Chen L., Li H., and Jin Z. Tribological Properties of MoS2 Coating for Ultra-Long Wear-Life and Low Coefficient of Friction Combined with Additive g-C3N4 in Air // Friction. — 2020 (9), no. 4, 789—801

10. Sharma D.K., Patel V., Badheka V., Mehta K., and Upadhyay G. Fabrication of Hybrid Surface Composites AA6061/(B4C + MoS2) via Friction Stir Processing // Journal of Tribology. — 2019 (143), no. 5, 052201

11. Zhu C., He Z., Xiong L., Li J., Wu Y., and Li L. Study on the Influence of the MoS2 Addition Method on the Tribological and Corrosion Properties of Greases // Lubricants. — 2023 (11), no. 12, 517—532

12. Шульгин И.А., Бреки А.Д., Чулкин С.Г., Цветкова Г.В., Стариков Н.Е. Зависимости триботехнических характеристик смазочных композиций на основе масла и-20А от концентрации диалкилдитиофосфата цинка // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. — 2024, № 8, 252—258. DOI: 10.24412/2071-6168-2024-8-252-253. EDN: FBJDOV

13. Zhao X., Tian C., Hao J., Xu H., Dong J. Tribology and Rheology of Polypropylene Grease with MoS2 and ZDDP Additives at Low Temperatures // Lubricants. — 2023 (11), no. 11, 464—481

14. Wu L.M., Yang B.R., Zhao F.X., and Zhang Z.Z. Tribological Properties of Complex Calcium Sulfonate Grease with Ultrafine SiO2/MoS2 Powders // Journal of Nano Research. — 2021 (66), 35—44

15. Zhou W., Li Y., Cheng S., He Y., Song J., and Zhang Q. Synergistic Effects of Layered Double Hydroxide and MoS2 on the Performance of Lubricants // Lubricants. — 2024 (12), no. 5, 155—173

16. Wu Y., Li H., Lui L., Chen J., and Zouh H. Structure, Mechanical, and Tribological Properties of MoS2/a-C:H Composite Films // Tribology Letters. — 2013 (52), 371—380

17. Wu P.R., Kong Y.C., Ma Z.S., Ge T., Feng Y.M., Lui Z., and Cheng Z.L. Preparation and Tribological Properties of Novel Zinc Borate/MoS2 Nanocomposites in Grease // Journal of Alloys and Compounds. — 2018 (740), 823—829

18. Nyholm N. and Espallargas N. Functionalized Carbon Nanostructures as Lubricant Additives – A Review // Carbon. — 2023 (201), 1200—1228

19. Клим В.О., Татур И.Р., Самусенко В.Д. Влияние наполнителя и присадок на трибологические свойства силикагелевых смазок // XXXIII Международная инновационная конференция молодых ученых и студентов по проблемам машиноведения (МИКМУС-2021) : Труды конференции, Москва, 30 ноября – 02 2021 года. — Москва: Институт машиноведения им. А.А. Благонравова Российской академии наук. — 2021, 226—230. EDN: RMNTLZ

20. Терентьев В.В., Наумова И.К., Баусов А.М., Галкин И.М. Повышение противоизносных и антифрикционных характеристик пластичных смазок посредством применения плазмообработанного графита // Известия Самарской государственной сельскохозяйственной академии. — 2015, № 3, 77—81. EDN: UOHKDZ

21. Туктаров А.Р., Хузин А.А., Джемилев У.М. Фуллеренсодержащие смазочные материалы: достижения и перспективы (Обзор) // Нефтехимия. — 2020 (60), no. 1, 125—147. DOI: 10.31857/S0028242120010141. EDN: HRQBVF

22. Корнаев А.В., Чичварин А.В., Смирнов В.П., Корнаева Е.П., Лебединский В.И., Ноздричкин М.С. Влияние нанодобавок на трибологические и динамические качества смазки подшипников // Мир транспорта и технологических машин. — 2014, № 4(47), 18—26. EDN: TBTNTX

23. Micu I.F., Cursaru D.L., Matei D., Manta A.M., and Ramadan I. Study Regarding Enhancement of Antiwear Properties of a Grease, by Using Carbon Nanomaterials-Based Additives // Digest Journal of Nanomaterials & Biostructures (DJNB). — 2021 (16), no. 2, 509—514

24. Парфенов А.С. Повышение эффективности смазочных материалов с углеродными наноприсадками в условиях абразивного изнашивания: дис. … канд. техн. наук. — 2023. EDN: YZVXOC

25. Skrzypek M., Wojciechowski L., Kaluzny J., Boncel S., Marek A.A., Runka T., Nowicki M., Jedrysiak R., Ruczka S., and Blaszkiewicz R. Carbon Nanotubes Decorated with Nickel or Copper as AntiWear and Extreme-Pressure Additives for Greases // Lubricants. — 2024 (12), no. 12, 448—462

26. Duan L., Li J., and Duan H. Nanomaterials for Lubricating Oil Application: A Review // Friction. — 2023, no. 11(5), 647—684

27. Tomanik E., Berto P., Christinelli W., Papoulias G., Raby X., and Peressinotto V. Use of Functionalized Graphene-Based Materials on Grease // Lubricants. — 2023 (11), no. 10, 452—469

28. Fu H., Yan G., Li M., Wang H., Chen Y., Yan C., Jiang N., and Yu, J. Graphene as a Nanofiller for Enhancing the Tribological Properties and Thermal Conductivity of Base Grease // RSC Advances. — 2019 (9), no. 72, 42481—42488

29. Gao Q., Liu S., Hou K., and Li Z. Graphene-Based Nanomaterials as Lubricant Additives: A Review // Lubricants. — 2022 (10), no. 10, 273—268

30. Lleo M.G., Sacchetti V., Cacciola C., Medri E., Ligi S., Liscio A., and Minelli M. Ready-to-Use Graphene-Related Material-Added Multi-Grade Oils: Characterization and Performance in Car Engine Working Conditions // RSC Advances. — 2024, no. 14(26), 18730—18738

31. Marlinda A.R., Thien G.S.H, Shahid M., Ling T.Y., Hashem A., Chan K.Y., and Johan M.R. Graphene as a Lubricant Additive for Reducing Friction and Wear in Its Liquid-Based Form // Lubricants. — 2023 (11), no. 1, 29—55

32. Пань Ч., Ли Ч., Скотникова М.А. Испытание пластичных смазочных материалов // Cборник научных трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых «Инновационные идеи в машиностроении», Санкт-Петербург, 24–26 мая 2022 года / под ред. А.А. Поповича, Д.П. Гасюка. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. — 2022, 365—369. EDN: BCMDNL

33. Евсин М.Г. Методика оценки реологических и триботехнических свойств пластичных смазок: дис. … канд. техн. наук. — 2023. EDN: PPCIWJ

34. Guo J., Zhao Y., Sun B., Wang P., Wang Z., and Dong H. Research Progress of Nano Copper Lubricant Additives on Engineering Tribology // Metals. — 2021 (11), no. 12, 2006—2019

35. Gu C.X., Zhu G.J., Tian X.Y., Shi J.F., and Feng Y.Y. Tribological Effects of Nano-Copper with Different Diameters in Lubricants // Advanced Materials Research. — 2010 (123), 1059—1062

36. Qiang H., Anling L., Yangming Z., Liu S., and Yachen G. Experimental Study of Tribological Properties of Lithium-Based Grease with Cu Nanoparticle Additive // Tribology-Materials, Surfaces & Interfaces. — 2017 (11), no. 2, 75—82

37. Liu G., Li X., Qin B., Xing D., Guo Y., and Fan R. Investigation of the Mending Effect and Mechanism of Copper Nano-Particles on a Tribologically Stressed Surface // Tribology Letters. — 2004 (17), no. 4, 961—966

38. Srivyas P.D., Medhi T., Bhat S., and Charoo M.S. Tribological Behavior of Rice Bran and Sesame Greases Using h-BN and CuO Nanoparticles // Biomass Conversion and Biorefinery. — 2024 (14), no. 19, 23515—23533

39. Zheng B., Zhou J., Jia X., and He Q. Friction and Wear Property of Lithium Grease Contained with Copper Oxide Nanoparticles // Applied Nanoscience. — 2020 (10), no. 4, 1355—1367

40. Wu C., Xiong R., Ni J., Yao L., Chen L., and Li X. Effects of CuO Nanoparticles on Friction and Vibration Behaviors of Grease on Rolling Bearing // Tribology International. — 2020 (152), 106552

41. Терентьев В.В., Телегин И.А., Акопова О.Б. Исследование трибологических свойств пластичных смазочных материалов при совместном допировании их углеродными нанотрубками и металломезогеном // Материалы 1-й Международной научно-практической конференции «Интеллектуальная трибология в машиностроении: BALT TRIBO 2024», Санкт-Петербург, Россия, 21–22 июня 2024 года. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. — 2024, 327—335. DOI: 10.18720/SPBPU/2/id24-266. EDN LQTCWW

42. Терентьев В.В., Телегин И.А., Акопова О.Б. Исследование противоизносных свойств пластичных смазочных материалов с введенными углеродными нанотрубкамии металломезогеном - ундецилатом меди // Материалы Международного научно-практического фестиваля «Научно-исследовательская деятельность в классическом университете - 2023: традиции и инновации», Иваново, 10–28 апреля 2023 года. — Иваново: Ивановский государственный университет. — 2023, 227—233. EDN: ILOMVM

43. Li M., Huang G., Chen X., Yin J., Zhang P., Yao Y., Shen J., Wu Y., and Huang J. Perspectives on Environmental Applications of Hexagonal Boron Nitride Nanomaterials // Nano Today. — 2022 (44), 101486

44. Senyk S., Gocman K., Skolniak M., Bialecki T., and Kaldonski T. Effect of Nanoparticles and Microparticles of Hexagonal Boron Nitride on Structure, Thermal and Mechanical Stability of Lithium and Calcium Greases // Tribology Letters. — 2024 (72), no. 4, 107—120

45. Senyk S., Gocman K., Wachowski M., and Kaldonski T. Role of Base Grease Type on the Lubrication Performance of Hexagonal Boron Nitride Nanoparticles and Microparticles // Materials. — 2025 (18), no. 10, 2196—2231

46. Kumar N., Saini V., and Bijwe J. Dependency of Lithium Complex Grease on the Size of hBN Particles for Enhanced Performance // Tribology Letters. — 2023 (71), no. 1, 20—33

47. Wu C., Hong Y., Ni J., Teal P.D., Yao L., and Li X. Investigation of mixed hBN/Al2O3 Nanoparticles as Additives on Grease Performance in Rolling Bearing under Limited Lubricant Supply // Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. — 2023 (659), 130811

48. Nabhan A., Rashed A., Ghazaly N.M., Abdo J., and Haneef M.D. Tribological Properties of Al2O3 Nanoparticles as Lithium Grease Additives // Lubricants. — 2021 (9), no. 1, 9—20

49. Kamel B.M., Naeem Awad M., Mobasher A., and Hoziefa W. Lithium–Calcium Greases Having Carbon Nanotubes and Aluminum Oxide Base Nanoadditives: Preparation and Characteristics of Nanogrease // ACS Omega. — 2023 (8), no. 42, 38933—38940

50. He Q., Wang Z., Li A., Guo Y., and Liu S. Tribological Properties of Nanometer Al2O3 and Nanometer ZnO as Additives in Lithium-Based Grease // Industrial Lubrication and Tribology. — 2018 (70), no. 6, 953—960

51. Ameer A.K., Ali W.Y., and Elzayady N. Effect of Dispersing Lithium Grease by Aluminum Oxide Nanoparticles and Carbon Nanotubes // Journal of the Egyptian Society of Tribology. — 2020 (17), no. 4, 34—43

52. Жарков А.С., Петров Е.А., Ананьева Е.С. Синтез, свойства и перспективы применения детонационных наноалмазов // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. — 2013 (10), № 3, 430—436. EDN: QOYROT

53. Прожега М.В., Константинов Е.О., Смирнов Н.Н., Коровушкин В.В., Попорецкий Д.И., Глядяев Д.Ю., Матина О.С., Шевченко Н.В. Исследование влияния вида трения движения на поведение противоизносных присадок // Интеллектуальная трибология в машиностроении: BALT TRIBO 2024: Материалы 1-й Международной научно-практической конференции, Санкт-Петербург, Россия, 21–22 июня 2024 года. — Санкт-Петербург: ПОЛИТЕХ-ПРЕСС. — 2024, 81—88. DOI: 10.18720/SPBPU/2/id24-232. EDN: UMOPDC

54. Dolmatov V.Y. Detonation Nanodiamonds in Oils and Lubricants // Nanodiamonds. – Elsevier. — 2017, 391—402

55. Chiu Y.C. and Chu H.Y. Effects of Nano-Diamond Additives on the Tribological Performance Improvement of Lubricating Grease for Ball Screw // 中國機械工程學刊. — 2024 (45), no. 4, 365—374