Влияние модифицированного графена на триботехнические характеристики электролитических никель-молибденовых покрытий

Исследовано влияние соосажденного модифицированного группой COOH графена (GrO) на триботехнические характеристики электролитических никель-молибденовых покрытий. Покрытия формировались на поверхности шлифованной высокоуглеродистой стали методом электроосаждения из водного электролита на основе сульфата никеля (NiSO₄) и молибдата натрия (Na₂MoO₄) с дисперсным GrO. Покрытия получали при плотности тока 2,5 А/дм² и концентрациях GrO от 0,05 до 0,2 г/л. Триботехнические испытания показали, что введение GrO в концентрации 0,1 г/л способствует формированию покрытия с равномерной структурой, обеспечивающей минимальный коэффициент трения (0,38—0,45) и ширину дорожки трения (25—110 мкм) при нагрузке 0,25—1,0 Н. Выявлена зависимость триботехнических характеристик от концентрации частиц графена в рабочем растворе: при 0,1 г/л достигается равномерное распределение частиц GrO, что приводит к снижению коэффициента трения на 30–40 % и уменьшению ширины дорожки трения на 40—55 % по сравнению с базовым Ni–Mo покрытием. При увеличении концентрации частиц выше 0,1 г/л наблюдается рост шероховатости покрытий, что очевидно вызвано агломерацией и избыточным включением частиц наполнителя в структуру покрытия, что в совокупности приводит к формированию более грубой и неоднородной поверхности и ухудшающий его триботехнические свойства. Полученные результаты подтверждают перспективность использования GrO в составе электролитических Ni–Mo покрытий для снижения трения и увеличения износостойкости.

1. Сайфуллин Р.С. Композиционные покрытия и материалы. — М.: Издательство: М.: Химия — 1977

2. Shivendra S. P. [et al.] Nanofillers in Surface Coatings: A Review // Mor. J. Chem. — 2015, no. 4, 730—740

3. Andrievski R.A. Films as Nanostructured Materials with Characteristic Mechanical Properties // Materials Transactions. — 2001 (42), no. 8, 1471—1473

4. Мурзенко К.В., Брылов И.Ф. Коррозионно- и износостойкость электролитического композиционного покрытия никель – кобальт – алмаз // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. Технические науки. — 2012, № 5, 112—114

5. Гадалов В.Н., Петренко В.Р., Сафонов С.В. Химико-термическая, электрофизическая обработка металлов, сплавов и гальванических покрытий. — М.: Аргамак-Медиа. — 2013

6. Негматов С.С., Кабулов Б.Д., Шарипов Х.Т., Абед Н.С. Нанотехнологии: получение и применение наночастиц, наноматериалов. — Ташкент: Fan va texnologia. — 2017

7. Huang Pao-Chang, Hou Kung-Hsu, Wang Gao-Liang, Chen Mao-Lin, and Wang Jee-Ray. Corrosion Resistance of the Ni-Mo Alloy Coatings Related to Coating's Electroplating Parameters // International Journal of Electrochemical Science. — 2015 (06), no. 10, 4972—4984. doi: 10.1016/S1452-3981(23)06679-8

8. Kot M., Bełtowska-Lehman E., Bigos A., Indyka P., Morgiel J., and Zimowski S. Properties of Electrodeposited Ni-Mo Coatings // Tribologia. — 2011 (235), no. 1, 65—72

9. Кулакова И.И., Лисичкин Г.В. Химическое модифицирование графена // Журнал общей химии. — 2020 (90), № 7, 1601—1626

10. Ходаков Г.С., Юдкин Ю.П. Седиментационный анализ высокодисперсных систем. — М.: Химия. — 1981

11. Григорьев А.Я., Гуцев Д.М., Зозуля А.П., Ковалева И.Н., Кудрицкий В.Г., Мышкин Н.К., Семенюк М.С. Возвратно-поступательный миллитрибометр МТУ-2К7 // Трение и износ. — 2014 (35), № 6, 664—669

12. Farooq S., Aziz H., Ali Shafaqat, Murtaza G. et al. Synthesis of Functionalized Carboxylated Graphene Oxide for the Remediation of Pb and Cr Contaminated Water // International Journal of Environmental Research and Public Health. — 2022 (19), 1—8