Механизм смазочного действия модельных систем с присадками углеродных наноструктур в условиях жесткого режима трения

Рассмотрен механизм смазочного действия двух модельных смазок на основе вазелина медицинского с присадками 0,5 мас. % оксида графена (GO) и шунгитового наноуглерода (Sh) в условиях жёсткого режима трения (машина трения 2070 СМТ-1, нагрузка 2000 Н) при трении пары «диск–ролик» из закалённой стали ШХ15. Проведен анализ вклада химической компоненты в противоизносный процесс. Отмечено, что в случае использования обеих модельных смазок в зоне контакта формируются защитные оксидные плёнки, состоящие из оксидов железа (FeO, Fe2O3, Fe3O4), при этом тип данных двух присадок УНС практически не оказывает влияния на химический состав оксидной плёнки и количественное соотношение образующихся оксидов железа. Полученные результаты показывают, что определяющий вклад в противоизносный процесс вносит механическая компонента, связанная с пространственной организацией присадок УНС.

1. Unal H. and Mimaroglu A. Friction and Wear Be-haviour of Unfilled Engineering Thermoplastics // Materials and Design. — 2003 (24), no. 3, 183—187. DOI: 10.1016/S0261-3069(03)00018-9

2. Hu J., Li D.Y., and Llewellyn R. Computational Investigation of Microstructural Effects on Abrasive Wear of Composite Materials // Wear. — 2005 (259), 6—17. DOI: 10.1016/J.WEAR.2005.02.017

3. Parfenov A.S., Berezina E.V., Shilov M.A., Smirno-va A.I., Usol’tseva N.V., Tkachev A.G., Bur-kov A.A., and Rozhkova N.N. Influence of Various Carbon Allotropes on Tribological and Rheological Characteristics of Model Lubricating Systems // Jour-nal of Friction and Wear. — 2021 (42), no. 3, 217—224. DOI: 10.32864/0202-4977-2021-42-3-338-349

4. Fink M. Wear Oxidation, a New Component of Wear // Trans. Am. Soc. Steel Treating. — 1930 (18), 1026—1034. DOI: 10.3389/fmats.2021.787729

5. Shilov M.A., Smirnova A.I., Zhukova L.N. et al. The Influence of the Spatial Organization of Car-bon Nanostructures on Antiwear Characteristics of Model Lubricating Systems under a Hard Friction Mode // Journal of Friction and Wear. — 2023 (44), no. 3, 144—149. DOI: 10.3103/S1068366623030091

6. Nagare P. and Kudal H. A Taguchi Approach on Influence of Graphite as an Anti-Wear Additive on the Performance of Lithium Grease // Proc. Manuf. — 2018 (20), 487—492. DOI: 10.1016/j.promfg.2018.02.072

7. Zhang Y., Li P., Li, Liu X., Wan H., Chen L., Li H., and Jin Zh. Tribological Properties of MoS2 Coating for Ultra-Long Wear-Life and Low Coeffi-cient of Friction Combined with Additive g-C3N4 in Air // Friction. — 2021 (9), no. 4, 789—801. DOI: 10.1007/s40544-020-0374-3

8. Hou K.M., Han M.M., Liu X.H., et al. In situ For-mation of Spherical MoS2 Nanoparticles for Ultra-low Friction // Nanoscale. — 2018 (10), no. 42, 19979—19986. DOI: 10.1039/C8NR06503A

9. Johns E.I., Padgurskas J., Zunda A., Kupcin-skas A., and Kavaliova I.N. Study of Tribologi-cal Properties of Tallow Modified by Graphene and Expanded Graphite // Journal of Friction and Wear. — 2018 (39), no. 4, 341—344. DOI: 10.3103/S1068366618040049

10. Choa M.H., Jeong J., Kima S.J., and Jang H. Tribological Properties of Solid Lubricants (Graph-ite, Sb2S3, MoS2) for Automotive Brake Friction Materials // Wear. — 2006 (260), 855—860. DOI: 10.1016/J.WEAR.2005.04.003

11. Fan X., Xia Y., Wang L., and Li W. Multilayer Graphene as a Lubricating Additive in Bentone Grease // Tribol. Lett. — 2014 (55), 455—464. DOI: 10.1007/s11249-014-0369-1

12. Scardi P., Leoni M., Straffelini G., and De Giudici G. Microstructure of Cu‒Be Alloy Triboxidative Wear Debris // Acta Mater. — 2007 (55), no. 7, 2531—2538. DOI: 10.1016/j.actamat.2006.11.046

13. Mischler S. Triboelectrochemical Techniques and In-terpretation Methods in Tribocorrosion: a Comparative Evaluation // Tribology International. — 2008 (41), no. 7, 573—58. DOI: 10.1016/j.triboint.2007.11.003

14. Song H., Wang Zh., and Yang J. Tribological Prop-erties of Graphene Oxide and Carbon Spheres as Lu-bricating Additives // Appl. Phys. A. — 2016 (122), ar-ticle no. 933, 9 p. DOI: 10.1007/s00339-016-0469-x

15. Ali I., Basheer A.A., Kucherova A., Memetov N., Pasko T., Ovchinnikov K., Pershin V., Kuzne-tsov D., Galunin E., Grachev V., and Tkachev A. Advances in Carbon Nanomaterials as Lubricants Modifiers // Journal of Molecular Liquids. — 2019 (279), 251—266. DOI: 10.1016/j.molliq.2019.01.113

16. Yunusov F.A., Brteki A.D., Vasilyeva E.S., and Tolochko O.V. The Influence of Nano Additives on Tribological Properties of Lubricant Oil // Materials Today: Proceedings. — 2019 (30), DOI: 10.1016/j.matpr.2020.01.447