Научная статья на тему 'Трибохимические свойства гетерогенных систем, содержащих поверхностно-модифицированный дисперсный алюминий'

Трибохимические свойства гетерогенных систем, содержащих поверхностно-модифицированный дисперсный алюминий Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
118
22
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
НАНОТРИБОЛОГИЯ / NANOTRIBOLOGY / НЕЛИНЕЙНЫЕ ЭФФЕКТЫ / NONLINEAR EFFECTS / МОНОМОЛЕКУЛЯРНЫЕ СЛОИ ПАВ / MONOMOLECULAR LAYERS SURFACTANT / МОДИФИЦИРОВАНИЕ ПОВЕРХНОСТИ АЛЮМИНИЯ / MODIFYING OF THE ALUMINUM SURFACE / АНТИФРИКЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ / ANTIFRICTIONAL EFFECT / СИЛЫ МЕЖМОЛЕКУЛЯРНОГО ПРИТЯЖЕНИЯ / INTERMOLECULAR FORCES / ГРАНИЧНОЕ ТРЕНИЕ / BOUNDARY FRICTION

Аннотация научной статьи по химическим технологиям, автор научной работы — Тарабан Владимир Всеволодович, Сырков Андрей Гордианович, Силиванов Михаил Олегович, Назарова Елена Александровна

Осуществлены приоритетные измерения коэффициента (f) и силы трения (Fтр) для гетерогенных систем в виде масла И-20 с твердыми добавками дисперсного алюминия, поверхностно-модифицированного триамоном (Т), алкамоном и этилгидридсилоксаном по различным программам. Выявлено, что при прочих равных условиях, введение подслоев триамона в Al-добавку с внешним хемосорбированным слоем этилгидридсилоксана приводит к снижению Fтр и f в системе по мере уменьшения числа Т-подслоев от трех до одного. Обнаружено, что использование низкомолекулярных Т-подслоев в Al-добавке является тонким инструментом регулирования величины слагаемого (от 10,8 до 13,2 Н), ответственного в уравнении граничного трения за межмолекулярное притяжение в применяемой трибологической паре.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по химическим технологиям , автор научной работы — Тарабан Владимир Всеволодович, Сырков Андрей Гордианович, Силиванов Михаил Олегович, Назарова Елена Александровна

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

TRIBOCHEMICAL PROPERTIES OF THE HETEROGENEOUS SYSTEMS CONTAINING THE SURFACE-MODIFIED DISPERSE ALUMINIUM

The priority measurings of friction coefficient (f) and friction force (Ffr) are carried out for the heterogeneous systems as oil И-20 with Al-additives modified by triamon (Т), alkamon and ethylhydridsiloxane according to various programs. It is reduced, with other things being equa, that introducing of triamon underlayers to Al-additives with the external chemisorpted layer of ethylhydridsiloxane lead to the decline of Ffr and f in the system as far as reduction of number of Т-underlayer from three to one. It is discovered that the use of low-molecular Т-underlayer in Al-additives is the thin method of regulation of value of summand (from 10.8 to 13.2 Н), answerable in equation for intermolecular forces in the used tribological pair.

Текст научной работы на тему «Трибохимические свойства гетерогенных систем, содержащих поверхностно-модифицированный дисперсный алюминий»

УДК 544.72:538.9

ТРИБОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЕТЕРОГЕННЫХ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ПОВЕРХНОСТНО-МОДИФИЦИРОВАННЫЙ ДИСПЕРСНЫЙ АЛЮМИНИЙ

ТАРАБАН ВВ., СЫРКОВ А.Г., СИЛИВАНОВ МО., НАЗАРОВА Е.А.

Национальный минерально-сырьевой университет "Горный", 199106, г. Санкт-Петербург, 21-я линия, 2

АННОТАЦИЯ. Осуществлены приоритетные измерения коэффициента / и силы трения (^тр) для гетерогенных систем в виде масла И-20 с твердыми добавками дисперсного алюминия, поверхностно-модифицированного триамоном (Т), алкамоном и этилгидридсилоксаном по различным программам. Выявлено, что при прочих равных условиях, введение подслоев триамона в А1-добавку с внешним хемосорбированным слоем этилгидридсилоксана приводит к снижению ^тр и/в системе по мере уменьшения числа Т-подслоев от трех до одного. Обнаружено, что использование низкомолекулярных Т-подслоев в А1-добавке является тонким инструментом регулирования величины слагаемого (от 10,8 до 13,2 Н), ответственного в уравнении граничного трения за межмолекулярное притяжение в применяемой трибологической паре.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: нанотрибология, нелинейные эффекты, мономолекулярные слои ПАВ, модифицирование поверхности алюминия, антифрикционный эффект, силы межмолекулярного притяжения, граничное трение.

Последовательная (совместная) хемосорбция на металлах триамона и алкамона -препаратов на основе четвертичных соединений аммония (ЧСА) с разноразмерными молекулами - показала себя перспективным методом регулирования водоотталкивающих, антифрикционных свойств металла и его реакционной способности при окислении [1, 2]. С точки зрения уровня перечисленных свойств и наблюдаемых синергетических эффектов, одними из наиболее интересных объектов являются адсорбционно-модифицированные образцы на основе дисперсного алюминия и соответствующие Al-содержащие смазки [1 - 3]. Учитывая благоприятное воздействие гидрофобизации металла-наполнителя на антифрикционные свойства смазки [1, 4], открытым остается вопрос о влиянии числа и расположения поверхностных наноподслоев ЧСА модифицированного металла, содержащего внешний гидрофобный слой, на его адсорбционные характеристики и на свойства смазки. Кроме того, ранее не были измерены и описаны фундаментальные трибологические характеристики - сила и коэффициент трения - для трибосистем, содержащих в составе смазки дисперсные металлы с нанесенными на поверхность многослойными (n = 1 - 4) структурами на основе ЧСА и гидрофобных органогидридсилоксанов. Настоящая работа направлена на решение перечисленных задач.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В качестве основного исходного дисперсного металла был выбран Al-порошок марки ПАП-2 с удельной поверхностью (2,6±0,2) м /г (БЭТ). По данным электронной просвечивающей микроскопии, в структуре ПАП-2, в основном, присутствуют частицы размером от единиц до десятка микрон, встречаются также более мелкие частицы размером 45 - 70 нм. Использованные в работе режимы модифицирования поверхности ПАП-2 не приводят к заметному изменению формы и размера частиц. Порошок обрабатывали в парах триамона (Т), алкамона (А) и гидрофобизирующей кремнийорганической жидкости ГКЖ-94 на основе этилгидридсилоксана (далее ГКЖ) при комнатной температуре по различным программам модифицирования, согласно методике, описанной в работах [2, 5]. Состав полученных образцов определяли методами EDX-спектроскопии (аналитическая приставка EDAX/TSL режим съемки - 6 кВ) и рентгенофлюоресцентного анализа (РФлА, прибор "Bruker S4 Explorer"). О водоотталкивающих свойствах образцов судили по величине

адсорбции паров воды (a), измеренной гравиметрически эксикаторным методом при относительном давлении паров p/p0 = 0,98±0,02. В качестве смазки применяли масло И-20, в которое в одинаковых концентрациях вводили Al-порошки, модифицированные в парах ЧСА и/или ГКЖ. Силу трения (F^,) и коэффициент трения f) определяли в изотермических условиях на машине трения ДМ-29М с трибологической парой сталь Ст45 (ГОСТ 1050-88) -бронза Бр АЖ 9-4 (ГОСТ 18175-78), содержащей масло И-20 с модифицированными Al-присадками. Данные трибологических измерений сопоставляли с результатами измерений на машине трения МТУ-01, где улучшение антифрикционных свойств смазки регистрируется по уменьшению момента силы трения в трибосистеме. Кроме того, при анализе найденных трибологических характеристик гетерогенных систем смазка-дисперсный металл учитывали полученные ранее результаты измерения интегрального показателя трения D, пропорционального силе трения, методом акустической эмиссии с помощью сертифицированного прибора АРП-11 в диапазоне частот 20 - 300 кГц по ГОСТу 27655-88.

Исследовались следующие дисперсные наполнители на основе алюминия марки ПАП-2 (помимо исходного Al-порошка). Al/T - образец с хемосорбированным триамоном, Al/A - образец с хемосорбированным алкамоном, Al/(A+T) - образец обработанный смесью паров алкамона и триамона; Al/T/A - образец с последовательно хемосорбированными на алюминии триамоном и алкамоном, а также образцы вида Al/A/T (изменена последовательность нанесения А и Т) и Al/T/T (с нанесенными двумя слоями триамона). Кроме того, впервые были синтезированы образцы Al/T/ГКЖ, Al/T/T/ГКЖ, Al/T/T/T/ГКЖ, чтобы изучить влияние на свойства внешнего слоя этилгидридсилоксана (ГКЖ) числа подслоев низкомолекулярного триамона. Препарат триамон отвечает следующей химической формуле [(НОС2Н4 )3 N+CH3 ][CH3SO-] . Основное отличие алкамона состоит в том, что он

имеет существенно более крупные алкильные радикалы (С16 - С18) в строении катиона [4]. Наличие в молекулах Т и А атомов азота и серы позволяет количественно контролировать адсорбцию ЧСА по мере нанесения различного числа их нанослоев на поверхность алюминия. Исходный ПАП-2 заметных количеств N и S, по данным EDX-спектроскопии и РФлА, не содержит. После однократной обработки триамоном образец Al/T содержит 0,21 мол % N и 0,22 мол % S. Последовательная обработка алюминия Т и А приводит к возрастанию содержания N и S до 0,55 и 0,43 мол % соответственно. Используемые методы анализа позволяют также определять содержание кремния, углерода и кислорода на всех стадиях синтеза [2]. Как показали опыты, адсорбционное модифицирование ПАП-2 в парах ЧСА не вызывает заметного снижения величины поверхности полученного алюминия. Удельная поверхность модифицированных образцов дисперсного алюминия составляет (2,7±0,1) м2/г [2].

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Из данных рис. 1 следует, что наибольшее снижение силы трения при прочих равных условиях обеспечивает Al-порошок, обработанный в смесевом режиме А и Т. Al-добавка, модифицированная парами промышленного гидрофобизатора ГКЖ [6], с самой низкой величиной адсорбции воды [5] не дает заметного антифрикционного эффекта (см. также характеристики образца Al/ГКЖ в табл. 1). Этот эффект заметно усиливается при введении 1 - 2 Т-подслоев под внешний ГКЖ-слой. Подобный эффект подтвержден на машине трения ДМ-29М (рис. 1, 2) и для добавки Al/Т/А с низкомолекулярным Т-подслоем. Важно отметить, что добавка Al/А/Т с А-подслоем уже не вызывает такого снижения F^, как Al/Т/А (рис. 1, табл. 1).

Рис. 1, 2 наглядно иллюстрируют, что обработка алюминия смесью (А+Т) дает лучший антифрикционный эффект, чем модифицирования каждым из компонентов в отдельности (А или Т). Этот, по сути, синергетический эффект ещё более ярко проявляется, когда о снижении трения судят акустическим методом по уменьшению интегрального показателя трения D (рис. 3). Гистограммы, построенные по данным работы [5], показывают

что D (трение) в системе с добавкой А1/(А+Т) в разы меньше, чем при использовании добавок А1/А или A1/T. Обеспечиваемое установкой для акустического метода нагрузочное давление P может быть почти в 3 раза выше, чем на машине трения (47 и 17 МПа соответственно). В этом, на наш взгляд, состоит причина того, что на рис. 3 можно наблюдать более резкое снижение трения в системе с добавкой A1/(A+T), чем на рис. 2.

Рис. 1. Значение силы трения в трибосистеме со смазкой, содержащей дисперсный алюминий, модифицированный в различных режимах (данные получены при нагрузке N = 5000 Н и содержании дисперсной добавки 0,5 мас %)

Сила трения, Н 50

400

И-20/Al

V

И-2 0/Al/A И-20/Al/T И-20/Al/T Г/A

И-20/ Al/(A+T)

Коэффициент трения

0,0100

450

500

550

600

650

700

750

0,0090

0,0080

0,0070

0,0060

0,0050

0,0040

0,0030

0,0020

0,0010

0,0000 800

1/д, отн. ед.

Рис. 2. Зависимость ^тр и/от величины 1/а, где а - адсорбция паров воды на А1-добавке, модифицированной в парах ЧСА N = 5 кН, Р = 17 МПа)

Согласно представлениям, развиваемым в работах [1, 5, 7], при высоких нагрузочных давлениях, когда жидкая смазка (И-20) выдавливается из зоны контакта пары трения и система приближается к режиму "сухого трения", антифрикционные свойства системы в значительной мере определяются характеристиками поверхности самой твердой добавки. Исходя из этих представлений, становится также понятным, почему в более мягких условиях трения (рис. 4) несколько смазываются эффекты, обусловленные физико-химической природой поверхности А1-добавки (табл. 1), по сравнению с данными рис. 3 и работ [1, 5].

900 800 700 600 2 500

я 400 £ 300 ^ 200 100 0

-

а 1

1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0

D

Al/T

Al/A

Al/(A+T)

Al

Al/T/A

■ 1/a, отн.ед. ■ D

Рис. 3. Влияние программы модифицирования Al-порошка на гидрофобность добавки (~1/a) и показатель трения D смазки на основе масла И-20 (давление P = 47 МПа)

.Гтр, Н 50

45

40

35

30

25

И-20/Al

И- 20/А1/ГКЖ

И-20

20

И-20/AlAA+T)

300

350

400

450

500 N, кгс

Рис. 4. Влияние нагрузки на величину силы трения для смазки с разными А1-добавками

(содержание добавки - 0,5 мас %)

Зависимость между силой трения и нагрузкой для смазки с разными А1-добавками и для исходного масла И-20, как видно из табл. 1, может быть аппроксимирована линейной зависимостью со степенью достоверности Я2 в диапазоне 0,986 - 0,999. Полученные уравнения вида у = кх + Ь совпадают с формулой закона граничного трения с учетом межмолекулярного притяжения контактирующих поверхностей [8]

Гтр = к (N + 8р0 ) = кМ + кЗро,

где к - коэффициент трения в диапазоне изменения М; N - нагрузка (сила нормального давления); £ - площадь контакта между телами; р0 - добавочное давление, обусловленное силами межмолекулярного притяжения. А1-добавкам, которые максимально снижают ^р в системе (А1/(А+Т), А1/Т/ГКЖ), соответствуют уравнения с минимальными коэффициентами пропорциональности к и наименьшими значениями

Я (0,991 и 0,986 соответственно). Компонента уравнения (свободный член), ответственная за межмолекулярное притяжение, минимальна для добавки А1/Т/А и максимальна для добавки А1/ГКЖ (табл. 1). Смазка с А1/Т/А входит в тройку лидеров по антифрикционным свойствам, смазка с А1/ГКЖ имеет максимальный коэффициент трения / соответственно.

Таблица 1

Влияние вида А1-добавки (0,5 мас %) на уравнение взаимосвязи ^тр = Ф(^), изменение ^тр (А^тр) относительно исходного масла и на величину коэффициента трения (/)

№ Al-добавка (смазка) Уравнение Fp = Ф(М) R2 AFp (ср), % DFtp (N = 5 кН), % f (N = 3,5 кН)

1 Al/(A+T) y = 0,037x + 12,47 0,991 -11,41 -15,92 0,0075

2 Al/T/ГКЖ y = 0,043x + 12,15 0,986 -7,42 -5,99 0,0075

3 Al/T/A y = 0,048x + 10,81 0,992 -7,75 -3,69 0,0079

4 Al/A y = 0,050x + 12,05 0,997 -1,05 -1,40 0,0089

5 И-20 (без добавки) y = 0,050x + 12,29 0,994 0 0 0,0089

6 Al/T y = 0,050x + 11,86 0,999 -1,52 0,13 0,0087

7 Al/Т/Т/ГКЖ y = 0,049x + 12,49 0,993 -0,21 0,89 0,0085

8 Al/Т/Т/Т/ГКЖ y = 0,048x + 12,50 0,995 -0,20 0,88 0,0086

9 Al/T/T y = 0,051x + 11,59 0,994 -1,59 0,89 0,0086

10 Al/ГКЖ y = 0,048x + 13,22 0,994 2,32 3,80 0,0086

11 Al/A/T y = 0,050x + 12,68 0,992 1,96 3,95 0,0085

12 Al (ПАП-2) y = 0,065x + 11,74 0,997 12,61 20 0,0101

Исходя из данных табл. 1, А1-добавки с внешним ГКЖ - слоем на поверхности по способности снижать Бтр в трибосистеме, располагаются следующим образом:

А1/Т/ ГКЖ > А1/Т/Т/ ГКЖ > А1/Т/Т/Т/ ГКЖ > А1/ ГКЖ

^ Уменьшение Рр

Таким образом, наибольшее влияние на усиление антифрикционных свойств смазки оказывает добавка с одним Т-подслоем. Добавки вида А1/Т/Т/ГКЖ и А1/Т/Т/Т/ГКЖ мало изменяют силу трения при варьировании нагрузки от 50 до 350 кгс, а при повышенной нагрузке 500 кгс даже ухудшают свойства масла И-20 (в табл. 1 Арр > 0).

Интересно, что в работе [9] экспериментально установлено, что увеличение числа Т-подслоев под внешним А-слоем на порошке алюминия только ухудшает водоотталкивающие свойства образца. Поэтому не исключено, что наилучшие антифрикционные свойства добавки А1/Т/ГКЖ и усиление гидрофобности образца А1/Т/А -ещё один пример эффекта монослоя по Алесковскому [10]. То, что удаление внешнего гидрофобного слоя от исходного металла, происходящее при увеличении числа Т-подслоев, приводит к снижению уровня определенных трибохимических свойств образцов, свидетельствует о влиянии силы взаимодействия между металлом и внешним адсорбционным слоем. По Алесковскому, влияние твердой подложки практически угасает при нанесении 3 - 4 монослоев вещества. По Абрамзону [4], для достижения хороших антифрикционных и защитных свойств при адсорбции ПАВ на твердой подложке благоприятны гидрофобизация поверхности и высокая адгезия нанесенной пленки ПАВ к подложке. Результаты данной работы подтверждают, что фактор адгезии из двух названных факторов является приоритетным, что ранее доказывалось с использованием акустического метода для разных металлов-наполнителей с адсорбированными ЧСА [1, 11].

Особенность изученных А1-добавок на основе ПАП-2 состоит в том, что усиление адгезии металла (М) к нанесенной пленке ЧСА за счет гетероатомного взаимодействия со смещением электронной плотности по схеме М ^ N [11] осложнено наличием на поверхности частиц исходного алюминия стеариновой нанопленки толщиной до двух монослоев [12]. В этом, по-видимому, основная причина того, что по данным измерений на

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

машине трения (см. табл. 1, 2) и акустическим методом (рис. 3), сильнее всего снижает трение добавка А1/(А+Т), а не А1/Т/А. Согласно выводам работы [13], смесевая обработка ПАП-2, когда молекулы Т и А подходят к поверхности металла в одной связке, более благоприятна для стабилизации двухкомпонентного Т - А -слоя, чем в случае последовательного нанесения препаратов Т и А. Для сравнения, при введении в масло И-20 Си-добавки с более "чистой" металлической поверхностью преимуществом обладает порошок вида Си/Т/А, в котором методом РФЭ-спектроскопии доказано взаимодействие М^ N [11].

Измерения, проведенные на машине трения МТУ-01 Центра коллективного пользования высокотехнологичным оборудованием Горного университета, показали снижение момента силы трения (М1) при введении в масло И-20 добавки А1/(А+Т) в 2,6 раза (М1 = 0,52, М2 = 0,20 отн. ед.) при N = 2 кН. Таким образом существенный антифрикционный эффект добавки А1/(А+Т) обоснован тремя независимыми методами. Анализ величины коэффициента трения для 11 различных видов смазки (табл. 2) при разных нагрузках показывает, что добавка А1/(А+Т) обладает преимуществом при повышенных нагрузках. При пониженных нагрузках (до 150 кгс, то есть примерно до 1500 Н) добавки вида А1/Т/ГКЖ и А1/Т/А демонстрируют сопоставимый с А1/(А+Т) антифрикционный эффект.

Как видно из рис. 2, сила трения в трибосистеме снижается по мере уменьшения адсорбции паров воды на металле-наполнителе, то есть с возрастанием гидрофобности А1-добавки, обработанной по разной программе в парах ЧСА.

Таблица 2

Влияние нагрузки в диапазоне 50 - 500 кгс на величину коэффициента трения

№ А1-добавка (смазка) Коэффициент трения /

50 кгс 100 кгс 150 кгс 250 кгс 500 кгс

1 А1/(А+Т) 0,0299 0,0173 0,0125 0,0086 0,0064

2 А1/Т/ГКЖ 0,0293 0,0170 0,0129 0,0094 0,0072

3 А1/Т/А 0,0275 0,0164 0,0127 0,0091 0,0074

4 А1/А 0,0299 0,0173 0,0133 0,0101 0,0076

5 И-20 0,0308 0,0185 0,0134 0,0098 0,0077

6 А1/Т 0,0299 0,0173 0,0131 0,0101 0,0077

7 А1/Т/Т/ГКЖ 0,0316 0,0182 0,0137 0,0097 0,0077

8 А1/Т/Т/Т/ГКЖ 0,0313 0,0183 0,0135 0,0099 0,0077

9 А1/Т/Т 0,0305 0,0176 0,0133 0,0096 0,0077

10 А1/ГКЖ 0,0322 0,0185 0,0141 0,0105 0,0079

11 А1/А/Т 0,0322 0,0185 0,0139 0,0102 0,0080

12 А1 (ПАП-2) 0,0316 0,0193 0,0146 0,0112 0,0092

Созвучный вывод был получен ранее [7]. Интегральный показатель трения О в аналогичных трибосистемах уменьшается симбатно с понижением адсорбции воды на А1-добавке, коэффициент линейной корреляции для зависимости О = Ф (а) составил 0,82. Тем не менее, просто нанесение гидрофобного вещества (А или ГКЖ) на алюминий не дает серьезных результатов по снижению Гтр (см. табл. 1, образцы 4 и 10) и возрастанию водоотталкивающих свойств (~1/а) металла-наполнителя (рис. 3). Из изученных А1-добавок преимуществом обладают те, в составе поверхностного слоя которых наличествует триамон с небольшими по размеру (С1 - С2) органическими заместителями у атома азота. Это, очевидно, способствует тому, что молекулы Т относительно легко проникают в "прорехи" несовершенной стеариновой нанопленки на алюминии, наносимой в заводских условиях.

Благодаря стерической доступности атомов азота в триамоне, по нашему мнению, создаются благоприятные условия для гетероатомного взаимодействия металл-азот, а также между триамоном и внешним слоем А или ГКЖ. Перечисленные факторы способствуют стабилизации поверхностного слоя Al-добавки и усилению антифрикционного эффекта смазки с этой добавкой.

Сопоставление полученных результатов с данными испытаний в составе масла И-20 нанопорошков мягких металлов (Cu, Zn, Pb, латунь), полученных электровзрывным способом [14], показывает, что синтезированные нами Al-добавки позволяют формировать смазочные композиции с улучшенными антифрикционными свойствами со значениями f близкими по порядку величины к измеренным в работе [14]. Необычность этого факта состоит в том, что исходный дисперсный алюминий ПАП-2, строго говоря, нанопорошком не является, поскольку в его структуре есть частицы микронного размера [12]. Эффект снижения Fjp и f достигается за счет нанесенных на металл нанопленок ЧСА и ГКЖ.

Таким образом, установлено, что в гетерогенных системах в виде масла И-20 с добавкой дисперсного алюминия с модифицированной этилгидридсилоксаном поверхностью, возрастание антифрикционного эффекта системы (снижение F^ и f) происходит по мере уменьшения числа подслоев триамона от трех до одного в условиях одинаковых концентраций и дисперсности твердой добавки, механической нагрузки, природы трибологической пары и температуры эксперимента. Обнаруженное благоприятное влияние подслоя триамона на водоотталкивающие свойства Al-добавок и свойства трибосистем с их участием связывается с небольшими размерами молекулы триамона, стерической доступностью атома азота, способствующей стабилизации структуры, адсорбционных и антифрикционных характеристик поверхностного слоя металла.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Быстров Д.С., Сырков А.Г., Пантюшин И.В., Вахренева Т.Г. Антифрикционные свойства индустриального масла с присадками наноструктурированных металлов // Химическая физика и мезоскопия. 2009. Т. 11, № 4. С. 462-466.

2. Сырков А.Г. Синергетическое усиление реакционной способности алюминия в присутствии четвертичных соединений аммония на поверхности // Журнал общей химии. 2013. Т. 83, № 8. С. 1392-1393.

3. Ворончихина Л.И., Журавлев О.Е., Андрианова Е.В., Кротова Н.И. Ионные жидкости - соли пиридиния, у- и ß- пиколиния // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. Вып 3-1. С. 139-140.

4. Поверхностные явления и поверхностно-активные вещества : Справочник / под ред. А.А. Абрамзона, Е.Д. Щукина. Л. : Химия, 1984. 392 с.

5. Сырков А.Г., Фадеев Д.В., Тарабан В.В., Силиванов М.О.Количественная оценка нелинейных эффектов в зависимости интегрального показателя трения трибосистемы от водоотталкивающих свойств металла-наполнителя // Конденсированные среды и межфазные границы. 2014. Т. 16, № 2. С. 215-219.

6. Хананашвили Л.М., Андрианов К.А. Технология элементоорганических мономеров и полимеров. М. : Химия, 1983. 416 с.

7. Syrkov A.G. Smart Nanoobjects. From Laboratory to Industry / ed. by K. Levine. New York : Nova Science Publishers, Inc., 2013. 214 p.

8. Трофимова Т.Н. Курс физики. М. : Издательский центр "Академия", 2010. 560 с.

9. Быстров Д.С. Наноструктурное регулирование реакционной способности и антифрикционных свойств поверхности алюминия и стали : дис. канд. хим. наук. СПб. : СПбГТИ(ТУ), 2009. 182 с.

10. Алесковский В.Б. Химия надмолекулярных соединений. СПб. : Изд-во СПбГУ, 1996. 256 с.

11. Сырков А.Г. Синергетическое изменение трибохимических свойств меди в присутствии четвертичных соединений аммония на поверхности // Журнал общей химии. 2015. Т. 85, № 6. С. 1043-1045.

12. http://www.icp.ac.ru/conferences/old/Nanochem/Kolesnikova (дата обращения 15.11.2014).

13. Сырков А.Г., Быстров Д.С., Журенкова Л.А., Вахренева Т.Г. Водоотталкивающие свойства наноструктурированных металлических порошков на основе алюминия // Цветные металлы. 2009. № 2. С. 79-82.

14. Tarasov S., Kolubaev A., Belyaev S., Lerner M. et al. Study of friction reduction by nanocopper additives to motor oil // Wear. 2002. V. 252, № 1-2. P. 63-69.

TRIBOCHEMICAL PROPERTIES OF THE HETEROGENEOUS SYSTEMS CONTAINING THE SURFACE-MODIFIED DISPERSE ALUMINIUM

Taraban V.V., Syrkov A.G, Silivanov M.O., Nazarova E.A.

National Mineral Resources University "Mining", Saint-Petersburg, Russia

SUMMARY. The priority measurings of friction coefficient (f and friction force (Ffr) are carried out for the heterogeneous systems as oil H-20 with Al-additives modified by triamon (T), alkamon and ethylhydridsiloxane according to various programs. It is reduced, with other things being equa, that introducing of triamon underlayers to Al-additives with the external chemisorpted layer of ethylhydridsiloxane lead to the decline of Ffr and fin the system as far as reduction of number of T-underlayer from three to one. It is discovered that the use of low-molecular T-underlayer in Al-additives is the thin method of regulation of value of summand (from 10.8 to 13.2 H), answerable in equation for intermolecular forces in the used tribological pair.

KEY WORDS: nanotribology, nonlinear effects, monomolecular layers surfactant, modifying of the aluminum surface, antifrictional effect, intermolecular forces, boundary friction.

Тарабан Владимир Всеволодович, кандидат физико-математических наук, доцент, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

Сырков Андрей Гордианович, доктор технических наук, профессор, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» е-таИ: syrkovandrey@spm:.ги

Силиванов Михаил Олегович, аспирант, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный» Назарова Елена Александровна, аспирант, Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.