РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОД-АЛЮМИНИЕВЫХ КОМПОЗИТОВ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обґрунтовано актуальність обраної теми, наведено загальну характеристику роботи, сформульовано мету і завдання дослідження, надано відомості про наукову новизну та практичне значення результатів, показано особистий внесок здобувача, надано інформацію про апробацію, структуру та обсяг дисертаційної роботи.

У  першому розділі приведено аналіз сучасного стану і шляхів розвитку  матеріалознавства в області створення і прогнозування основних функціональних властивостей композиційних матеріалів триботехнічного призначення. Розробці та удосконаленню сучасних композиційних (зокрема - триботехнічних) матеріалів присвячені роботи  І. М. Федорченка, Д.М. Карпіноса, Л.Р. Вишнякова, Л.Й. Тучинського, Л. Браутмана, В. Бонфілда,  А.Б. Геллера, К.І. Портного, Дж. Уітона,              К. Крейдера та цілого ряду інших відомих дослідників. Відзначено, що серед композиційних матеріалів зі специфічним набором основних фізико-механічних і функціональних властивостей все більшого поширення знаходять багатокомпонентні вуглець-алюмінієві композити. Вибір таких композитів обумовлений високою теплопровідністю матеріалу, що забезпечує відведення тепла із зони тертя і стабільність коефіцієнтів тертя. Розглянуті основні групи вуглець-алюмінієвих композитів, області їх використання, фізико-механічні та функціональні властивості.

 Відзначено важливість оптимального вибору  матеріалів  пари  тертя для нормального функціонування машин та механізмів і показано, що різноманіття  конструкцій вузлів тертя і умов  їх експлуатації не дозволяє  рекомендувати будь-який матеріал як універсальний. Істотним  фактором, що стримує рішення  прикладних задач  трибоматеріалознавства, є  відсутність  достовірних експериментальних та числених критеріїв  вибору і моделей триботехнічних матеріалів при їх використанні в різноманітних умовах експлуатації та для різних видів зношування, тоді як експериментальне визначення властивостей композиційних матеріалів з різними схемами армування вимагають досить великого обсягу експериментальних досліджень. У зв'язку з цим зроблено висновок про необхідність розробки нових та вдосконалення відомих математичних моделей для оцінки основних фізико-механічних та функціональних (зокрема – трибологічних та теплофізичних) властивостей композиційних матеріалів, які дозволяли б визначати оптимальні схеми підбору компонентного складу композитів для роботи при різних умовах експлуатації. Відзначено, що питанням побудови моделей для оцінки основних фізико-механічних, трибологічних та теплотехнічних властивостей композитів присвячені, зокрема, роботи В.В. Скорохода,  А.Г. Косторнова, І.В. Крагельського, М.М. Хрущова, Ф.П. Боудена, Н. Ахена, Б.В. Джеймса та інших відомих вчених. Результати наведеного аналітичного розгляду проблеми дозволили  також  зробити висновок, що більшість відомих моделей побудовані, як правило, лише для двокомпонентних систем та недостатньо враховують вплив властивостей окремих компонентів та їх вмісту в композиті на відповідні інтегральні характеристики отриманих з їх використанням матеріалів. У той же час  роботи зазначених авторів дали поштовх до подальшого розвитку методів оцінки фізико-механічних та функціональних властивостей для багатокомпонентних композитів, що враховують особливості структури композитів, їх компонентний склад і стохастичні характеристики кожного компонента.

На підставі аналізу літературних даних сформульовані мета і основні завдання дослідження.

У другому розділі описано матеріали, технології  їх отримання та основні методики досліджень. В якості вихідних матеріалів для одержання багатокомпонентних композитів застосовували порошки лускатого графіту, глинозему, алюмінію, карбіду титану, графіту та алюмінієвої пудри. Для підвищення адгезії між компонентами пресовок і для формування більш щільної структури композиційного матеріалу порошки лускатого графіту, глинозему, карбіду титану та графіту піддавали сенсибілізації за допомогою 10 %-ого розчину хлорного олова для активації поверхні з подальшим нанесенням  покриття за допомогою хімічного нікелювання.