CC BY
31Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли
V. A. Konkov
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
V. G. Myagkov, V. S. Zhigalov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk Kirensky Institute of Physics, SB RAS, Russia, Krasnoyarsk
G. N. Bondarenko Kirensky Institute of Physics, SB RAS, Russia, Krasnoyarsk
SOLID-STATE REACTIONS IN EPITAXIAL FILMS Fe/Ge(001): STRUCTURAL AND MAGNETIC PROPERTIES
The result of the experimental of the solid-state reactions in Fe/Ge films is presented. First phase which formed at Fe/Ge interface at 300 °C is в - Fe16Ge. Above 550 °C phase Fe3Ge is formed with magnetic characteristics: Кг = 1,35-105 erg/cm3 и MS= 1080 emu/cm3.
© Коньков В. А., Мягков В. Г., Жигалов В. С., Бондаренко Г. Н., 2012
УДК 621.921
Г. В. Кочкина, Г. Г. Крушенко
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск
УЛУЧШЕНИЕ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОТЕКТОРНЫХ РЕЗИН ПУТЕМ ВВЕДЕНИЯ В СОСТАВ НАНОПОРОШКА ПРИРОДНОГО ГРАФИТА
Рассмотрено использование нанопорошка природного графита в составе протекторных резин, используемых для изготовления авиашин, и исследовано его влияние на свойства протекторных резин.
В настоящее время основной задачей шинных предприятий России является увеличение средней продолжительности жизни и число приземлений для каждой шины, причем эти показатели могут изменяться в связи с географическим местоположением, весом самолета, типом использования (пассажирский или грузовой), размером аэропорта, длиной взлетно-посадочной полосы и даже временем года. Технически к шинам для авиации выдвигаются очень серьезные требования; они должны выдерживать до 30 тонн, двигаться со скоростью 380 км/ч и противостоять температуре -55 °С, должны выдерживать приземление и торможение на коротком расстоянии. Передача силы энергии от тормозов до шин огромна. Поэтому к получаемым заготовкам предъявляются высокие требования по однородности резиновых смесей и точности геометрических размеров полуфабрикатов.
Известна технология, где в составе протекторных резин вместо технического углерода применяют на-нопорошок природного графита, полученного путем механического измельчения графитовой руды. Это дешевый вид природного сырья, который в настоящее время находит лишь ограниченное использование в металлургии и энергетике. Месторождение графита находится в Эвенкии и по своим запасам является одним из богатейших месторождений графита в России. Исходя из свойств природного скрытокристалли-ческого графита Курейского месторождения [1] и учитывая присутствие в нем до 4 масс. % золы, со-
держащей различные окислы, в том числе металлов (28,38 % SiO2; 14,57 % Ре203; 26,77 % СаО; 0,06 % Р205; 0,82 % ТЮ2; 0,353 % МпО; 1,41 % №20; 21,43 % А1203; 5,32 % Mg0; 0,25 % К20) [2], было решено опробовать его в рецептуре таких технических резин, в которых они выполняют активную роль в процессе структурирования каучука. Следует отметить, что использование для этой цели природного графита экономически выгоднее, чем синтетического углерода. Синтетический углерод производится на специализированных заводах, а природный графит, в частности, Курейский, добывается открытым способом. Для его применения в резинах требуется произвести только его измельчение. В результате себестоимость графитовых наполнителей получается на 25...30 % ниже, чем синтетического углерода.
Для применения природного графита в протекционных резинах была разработана следующая технология: графитовую руду с размерами порядка 10 мм вначале измельчали в щековой мельнице до размеров частиц менее 0,1 мм, удельная поверхность которых составляла 6 м2/г; а дальнейшее измельчение производили в центробежно-планетарной мельнице при ускорении 40 g [3]. При этом были подобраны, количественно оптимизированы и интеркалированы в межплоскостное пространство графитовых сеток соответствующие детергенты, которые в процессе обработки позволили разрушить графит, практически не разрушая графитовые сетки.
Решетневскце чтения
Влияние нанопорошка графита на свойства протекторных резин
Показатель Резиновая смесь
Стандартный состав С добавкой 5 масс. частиц нанопорошка графита
Условное напряжение при 300%-ном удлинении, МПа 9,2 10,1
Условная прочность при растяжении, МПа 21,8 21,6
Относительное удлинение, % 555 556
Сопротивление раздиру, кН/м 93 95
Истираемость на приборе МИР-1, пм3/ГДж 77,0 75,0
Сопротивление многократному растяжению, 1 000 циклов 80 103
Сопротивление образованию трещин, 1 000 циклов 219 283
Теплообразование, А°С 38,0 36,5
Такое диспергирование графита не приводит к появлению низкомолекулярных соединений со свойствами смол или асфальтенов и поэтому только увеличивает удельную поверхность до 60.. .80 м2/г при получении частиц графита размером около 50 нм.
Полученный нанопорошок графита в количестве 5 масс. частиц вводили в протекторные резины, используемые для изготовления грузовых шин, и исследовали их свойства, величины которых приведены в таблице.
Полученные данные показывают, что введение на-нопорошка природного графита в протекторные резины способствует снижению теплообразования и обеспечивает существенное повышение усталостной выносливости в различных режимах деформации. Этот факт следует рассматривать как имеющий большое практическое значение, поскольку упруго-гисте-резисные и усталостные свойства резин во многом определяют эксплуатационные характеристики пневматических шин. Кроме того, эти результаты
подтвердили теоретические представления о механизме влияния природного графита на свойства резины. Себестоимость графитовых наполнителей на 25.. .30 % ниже, чем при производстве синтетического углерода.
Библиографические ссылки
1. Смирнов О. М., Крушенко Г. Г. Курейское месторождение графита // Минеральные ресурсы России. 1994. № 1. С. 25-27.
2. Mineralogical and chemical analysis of graphite from Siberia // Short Report № MPSR/92/18. London : British Geological Survey, 1992. Р. 4.
3. Опыт использования ультрадисперсного порошка природного скрытокристаллического графита в протекторных резинах / В. А. Полубояров [и др.] // Ультрадисперсные порошки, материалы и наноструктуры: Материалы межрегион. конф. с междунар. участием. Красноярск : КГТУ, 1996. С. 155-156.
G. V. Kochkina, G. G. Krushenko Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk
IMPROVE THE PERFORMANCE OF THE TREAD RUBBER BY INTRODUCING NANOPOWDERS OF NATURAL GRAPHITE KUREISKAYA DEPOSIT
Examines the use of natural graphite nanopowder in the tread rubber used to make aircraft tires, and studied its effect on the properties of the tread rubber.
© Кочкина Г. В., Крушенко Г. Г., 2012
