РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОД-АЛЮМИНИЕВЫХ КОМПОЗИТОВ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ : РОЗРОБКА МЕТОДІВ ОЦІНКИ ФУНКЦІОНАЛЬНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ВУГЛЕЦЬ-АЛЮМІНІЄВИХ КОМПОЗИТІВ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО ПРИЗНАЧЕННЯ

Краткое описание

Министерство образования и науки Украины
Запорожская государственная инженерная академия

На правах рукописи

ВОДЕННИКОВА ОКСАНА СЕРГЕЕВНА

УДК 620.168: 621.89

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СВОЙСТВ УГЛЕРОД-АЛЮМИНИЕВЫХ КОМПОЗИТОВ ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

05.02.01 Материаловедение

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель:
Баглюк Геннадий Анатольевич,
доктор технических наук, ст.н.с.

Запорожье 2013
СОДЕРЖАНИЕ

Перечень условных обозначений ..

6

Введение

7

Раздел 1 Современное состояние научной проблемы и постановка задачи исследований

15

1.1. Современное состояние и области применения композиционных материалов триботехнического назначения ..

16

1.1.1. Антифрикционные композиционные материалы ...

21

1.1.2. Фрикционные композиционные материалы

28

1.1.3. Углерод-алюминиевые композиты триботехнического назначения .

33

1.2. Математические методы оценки служебных характеристик композиционных материалов ..

38

1.2.1. Прогнозирование триботехнических характеристик .

38

1.2.2. Прогнозирование теплофизических характеристик .

44

1.3. Выводы и направления в работе .

51

Раздел 2 Характеристики исходных материалов, технологии изготовления и методики исследований структуры и свойств композитов

53

2.1. Материалы для исследований

53

2.2. Методика определения структуры и механических свойств композиционных материалов ..

57

2.3. Методика определения триботехнических характеристик композиционных материалов ..

58

2.4. Методики определения теплофизических характеристик композиционных материалов ...................................

60

2.4.1. Определение теплоемкости

60

2.4.2. Определение коэффициентов теплопроводности .

61

2.4.3. Определение коэффициентов линейного термического расширения.

63

Раздел 3 Исследование особенностей структуры, физико-механических и триботехнических характеристик многокомпонентных углерод-алюминиевых композиционных материалов

65

3.1. Структурные и морфологические характеристики исходных порошков ...

65

3.2. Особенности структуры и основные механические свойства композитов разных компонентных групп ..

68

3.3. Разработка математических моделей для оценки триботехнических характеристик композиционных материалов

74

3.3.1. Математическая модель оценки коэффициентов трения композиционных материалов

76

3.3.2. Математическая модель оценки интенсивности массового износа композиционных материалов ...

79

3.4. Проверка адекватности разработанных моделей для оценки триботехнических характеристик композитов

81

3.5. Модельная оценка и экспериментальное исследование триботехнических свойств горячепрессованных углерод-алюминиевых композитов различных компонентных групп

84

3.6. Исследование влияния компонентного состава углерод-алюминиевых композитов на их триботехнические характеристики

89

3.7. Исследование физико-механических и триботехнических свойств углерод-алюминиевых композитов, армированных углеродными волокнами ..

93

3.8. Выводы ..

98

Раздел 4 Теплофизические исследования многокомпонентных углерод-алюминиевых композиционных материалов

102

4.1. Исследование теплофизических характеристик углерод-алюминиевых композитов ...

102

4.1.1. Исследование теплоемкости композитов .

102

4.1.2. Исследование теплопроводности композитов

104

4.1.3. Исследование коэффициента термического линейного расширения композитов

107

4.2. Разработка математических методов оценки теплофизических характеристик композиционных материалов

109

4.2.1. Математическая модель оценки коэффициентов теплопроводности композиционных материалов

109

4.2.2. Математическая модель оценки коэффициентов линейного термического расширения композиционных материалов ...

111

4.3. Исследование влияния компонентного состава углерод-алюминиевых композитов на их теплотехнические характеристики .

113

4.4. Выводы ..

117

Раздел 5 Промышленная апробация многокомпонентных композитов и методов прогнозирования их функциональных свойств .

119

5.1. Промышленные испытания многокомпонентных композиционных материалов и методов прогнозирования их функциональных свойств

119

5.2. Выводы ..

122

Выводы ..

124

Список использованных источников .

128

Приложения А Программа расчета триботехнических характеристик многокомпонентных композиционных материалов .

146

Приложения Б Программа расчета теплофизических характеристик многокомпонентных композиционных материалов .

151

Приложения В Программа расчета коэффициента линейного термического расширения многокомпонентных композиционных материалов ............................................................................................

154

Приложения Д Акт опытно-промышленных испытаний и внедрения на ОАО Мотор Сич” ...

160

Приложения Ж Акт опытной апробации методик прогнозирования триботехнических характеристик многокомпонентных композиционных материалов на ПАО УкрНИИТМ” ...

161

Приложения З Справка о внедрения результатов диссертации в учебный процесс Запорожской государственной инженерной академии ..

162

ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

σвсж - предел прочности при сжатии, МПа;
НВ - твердость по Бринеллю, МПа;
ρпикн - пикнометрическая плотность, г/см3;
kтр - коэффициент трения;
Iм - интенсивность массового износа, г/(м×мм2);
λ - коэффициент теплопроводности, Вт/(К·м);
µ - коэффициент Пуассона;
Е - модуль упругости, МПа;
С - теплоемкость, Дж/(моль·К);
КЛТР - коэффициент линейного термического расширения;
КМ - композиционные материалы;
УУКМ углерод-углеродные КМ;
МУКМ - металл-углеродные КМ;
МКУКМ - металлокерамические углеродные КМ.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Современное развитие машиностроения и других отраслей промышленности Украины требует создания материалов, обладающих механической прочностью при высоких нагрузках, повышенной износостойкостью, термостойкостью, малой плотностью, возможностью регулирования теплопроводности в широких пределах и хорошими электрофизическими свойствами [1-3].
В настоящее время при создании ряда изделий и узлов в маши­ностроении, судостроении, авиационной и ракетно-космической техники находят широкое применение высокопрочные, легкие композиционные материалы (КМ). В качестве наполнителей мат­риц КМ применяют стекловолокно, асбестовые, углеродные, джу­товые, керамические, неорганические, органические, металличе­ские и другие волокна [4-6]. Многообразие матричных материалов и схем армирования позволяет направленно регулировать прочность, жесткость и другие их служебные свойства путём подбора состава, изменения соотношения компонентов и структуры композита. Важнейшим преимуществом композиционных материалов является возможность создания из них элементов конструкций с заранее заданными служебными свойствами в широком диапазоне необходимых параметров [7].
К одной из наиболее перспективных и находящих в последнее время все большее применение групп композитов относятся композиционные материалы на основе алюминия, что обусловлено уникальными механическими свойствами этого металла. Однако традиционно низкие триботехнические свойства большинства алюминиевых сплавов служили главным препятствием их широкого использования в узлах трения. Эффективное решение этой проблемы было найдено при использовании графита в качестве одного из наполнителей композитов на основе алюминия [8-13]. Многокомпонентные гетеромодульные углерод-алюминиевые композиты представляют собой комбинацию из компонентов с высоким модулем Юнга и включений с существенно меньшими значениями модуля упругости. Композиционные материалы этой компонентной группы привлекают внимание конструкторов и исследователей при разработке авиационной, ракетно-космической и автомобильной техники благодаря низкому удельному весу, высокой стойкости при трении, в частности, в экстремальных силовых и температурных условиях эксплуатации, пониженным температурам в зоне триботехнического контакта, хорошей обрабатываемости, высокой противозадирности, низким значением коэффициента термического расширения и высоким демпфирующим свойствам [8].
Особенно эффективно их применение в узлах трения, где другие антифрикционные материалы, требующие смазки, не работают из-за высоких или низких температур и агрессивности среды [14].
За последние годы были достигнуты значительны успехи в конструировании такого рода композиционных материалов для разных областей применения. Вместе с тем, в практике их производства и применения важная роль принадлежит пока еще интуитивному подходу при оптимизации состава и технологических режимов их получения, тогда как модельные количественные оценки свойств этих материалов в ряде случаев довольно ограничены. В связи с этим, основными задачами современного трибоматериаловедения являются разработка методов выбора и оптимизация известных и создание новых триботехнических материалов, предназначенных для работы в условиях трения для конкретного типа трибосоединений и условий их оптимального функционирования.
Это обусловило актуальность настоящей работы, которая посвященная усовершенствованию известных и разработке новых методов оценки основных функциональных свойств многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов триботехнического назначения, которые могут применяться как материалы узлов трения в специальных и общетехнических машинах и механизмах, в частности авиационной и ракетно-космической техники.
Связь работы с научными программами, планами, темами. Работа выполнена в рамках научно-исследовательской тематики Запорожской государственной инженерной академии по темам: ,,Дослідження структуроутворення триботехнічних характеристик багатокомпонентних композитів з дифузійними покриттями адаптаційного типу” - № гос. рег. 0111U002177 (2011-2012 г.г.); ,,Розвиток науково-технологічних основ удосконалення енергозберігаючих технологій у чорній металургії” 18-1ДБ/09 (2010-2011 г.г.).
Цель и задачи исследований. Цель данной работы состояла в совершенствовании известных, разработке и апробации новых методов оценки функциональных свойств многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов триботехнического назначения и проведении оценки влияния их компонентного состава на основные физико-механические и функциональные свойства.
Для достижения поставленной цели в диссертации необходимо было решить следующие научные и прикладные задачи:
1. Проанализировать современное состояние вопроса в области разработки и исследований многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов триботехнического назначения и установить влияние особенностей состава и структуры на основные физико-механические и триботехнические свойства композиционных материалов, которые определяют специфику их работы в узлах трения специальных и общетехнических машин.
2. Разработать новые подходы к методам оценки коэффициентов теплопроводности, линейного термического расширения, трения и интенсивности массового износа многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов с учетом их компонентного состава и условий эксплуатации.
3. Провести оценку адекватности разработанных математических моделей оценки основных функциональных свойств композитов путем сравнительного анализа расчетных показателей и экспериментальных данных триботехнических и теплофизических характеристик многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов разного состава и содержания компонентов.
4. Экспериментальным и расчетным путём установить закономерности влияния компонентов материала, а также их совместное взаимовлияние на структуру, физико-механические, триботехнические и теплофизические характеристики многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов.
5. Провести опытно-промышленную апробацию разработанных математических методов оценки функциональных свойств многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов триботехнического назначение.
Объект исследований: углерод-алюминиевые многокомпонентные композиционные материалы триботехнического назначения.
Предмет исследований: методы оценки функциональных свойств многокомпонентних углерод-алюминиевых композитов и закономерности влияния компонентого состава материала на его физико-механические, теплофизические и триботехнические характеристики.
Методы исследования: разработку модели для определения триботехнических и теплофизических характеристик композитов проводили с использованием методов микромеханики композиционных материалов путем оценки величин статистических параметров микронапряжений и микродеформаций и распределения температуры и температурных деформаций для макроскопических изотропных сред. Металлографический и фрактографический анализы структуры исследуемых материалов проводили с использованием оптической микроскопии и растрового электронного микроскопа; исследование твердости, прочности на сжатие, пикнометрической плотности и пористости образцов проводили за стандартными методиками. Определения коэффициентов трения и интенсивности изнашивания проводили на машине СМТ-1 в режиме сухого трения. Исследования теплоемкости и теплопроводимости композитов осуществляли с использованием метода динамического калориметра. Коэффициенты линейного термического расширения определяли с помощью дифференциального кварцевого дилатометра ДКВ-4. Для обработки результатов экспериментальных исследований были использованы методы математической статистики та программа MS Excel.
Научная новизна полученных результатов. Основные положения, характеризующие научную новизну диссертационной работы, заключаются в следующем:
1. На примере углерод-алюминиевых композитов впервые разработаны комплексные математические модели для прогнозирования основных триботехнических характеристик, коэффициентов теплопроводности и термического линейного расширения на основе статистических подходов с учетом индивидуальных характеристик каждого компонента и их содержания в исходной смеси для многокомпонентных композиционных материалов триботехнического назначения.
2. Впервые на основе полученных экспериментальных данных и использования разработанных комплексных расчетных моделей прогнозирования свойств установлены закономерности индивидуального и комплексного влияния компонентов углерод-алюминиевых композитов на их основные физико-механические и триботехнические характеристики, что позволяет обеспечить управляемость их свойств в широких пределах путем подбора оптимальных составов материала для заданных условий эксплуатации.
3. Показано, что содержание углерода (для углерод-алюминиевых композитов без керамического наполнителя) и тугоплавкой составляющей (для композитов с глиноземом и карбидом титана) существенно влияет на коэффициент трения, тогда как величина нагрузки при трении определяет главным образом износостойкость композита при незначительном её влиянии на коэффициент трения в исследуемом диапазоне нагрузок.
4. Впервые определенные зависимости влияния состава комплексных углерод-алюминиевых композитов на их основные теплофизические характеристики в широком диапазоне составов. Установлено, в частности, что увеличение содержания тугоплавкой составляющей в исходной шихте существенным образом снижает теплопроводность материала и повышает коэффициент его термического расширения.
Практическое значение полученных результатов.
1. На основе полученных научных результатов разработана система методов и алгоритмов подбора состава и содержания многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов, которые обеспечивают заданные триботехнические и теплофизические характеристики материалов, предназначенных для изготовления пар узлов трения под конкретные условия эксплуатации трибосистемы без проведения сложных и трудоемких экспериментальных исследований.
2. На основе анализа данных экспериментального исследования триботехнических и теплофизических характеристик углерод-алюминиевых композитов и результатов моделирования их свойств предложены новые многокомпонентные композиты триботехнического назначение (углерод-алюминиевые; углерод-алюминиевые с глиноземом и углерод-алюминиевые с карбидом титана) с широким диапазоном коэффициентов трения в пределах 0,11÷0,47, которые могут успешно использоваться для изготовления как фрикционных (при kтр > 0,2), так и антифрикционных (kтр < 0,2) изделий с дополнительным учетом свойств композита по показателям интенсивности износа, коэффициентам линейного термического расширения и теплопроводности.
3. Разработанные методы оценки функциональных свойств углерод-алюминиевых композитов триботехнического назначения прошли успешную опытно-промышленную апробацию на ОАО Мотор Сич” (г. Запорожье) и ПАО УкрНИИТМ” (г. Днепропетровск), а один из предложенных экспериментальных составов углерод-алюминиевого композита принят для промышленного использования для изготовления накладок фрикционного диска № 2182003460 в двигателе ДВ18 на ОАО Мотор Сич”.
4. Результаты исследований используются в учебном процессе Запорожской государственной инженерной академии при преподавании курсов "Технология углеграфитовых и углеродных композиционных материалов", "Аналитические и экспериментальные исследования в черной металлургии", "Моделирование металлургических процессов в черной металлургии".
Личный вклад соискателя. Основные результаты диссертационной работы получены автором самостоятельно. Соискателем вместе с научным руководителем определена цель, поставлены задачи исследований, сформулированы научная новизна и выводы, выполнена математическая обработка результатов, их научный анализ и обобщение. Изготовление исследовательских образцов композитов и исследование их физико-механических характеристик выполнено совместно с ассистентом О. Р. Бережной. Диссертант лично исследовал теплофизические свойства композитов. Исследование триботехнических свойств углерод-алюминиевых композитов, разработка математических моделей оценки функциональных свойств композитов, а также сравнительный анализ расчетных показателей и экспериментальных данных триботехнических и теплофизических характеристик выполнено совместно с доцентом В. А. Скачковым. Автор самостоятельно систематизировала и обобщила полученные данные, установила основные закономерности индивидуального и комплексного влияния компонентов исходной порошковой смеси углерод-алюминиевых композитов на их основные триботехнические и теплофизические характеристики.
Апробация результатов диссертации. Основные положения и результаты диссертации доложены и обсуждены на: XІІІ Міжнародній молодіжній науково-практичній конференції ”Людина і космос” - Дніпропетровськ, 13-15 квітня 2011 р.; XXІV Международной научной конференции ”Математические методы в технике и технологиях ММТТ - 24” Саратов, 31.05.2011 02.06.2011 г.г.; VII Mezinarodni vedecko-prakticka conference DNY VEDY - 2011” Praha, 27 brezen 05 dubna 2011 roku; VII Международной научно-практической конференции ”Бъдещите изследвания 2011” София, 17-25 февраля 2011г.; II Международной научно-технической конференции ”Функциональные и конструкционные материалы” Донецк, 15-16 ноября 2011г.; Materialy VIII miedzyarodwej naukowi-praktycznej konferencji ”Kluczowe aspekty naukowej dzialalnosci - 2012”:, 7-15 stycznia 2012 roku; VIII Международной научно-практической конференции ”Бъдещите изследвания 2012” София, 17-25 февраля 2012 г.

Публикации. Основные положения и результаты диссертационной работы опубликованы в 23 статьях в научных журналах, сборниках научных трудов и материалах конференций (в том числе 13, входящих в перечень ВАК Украины), получен 1 патент Украины на полезную модель.

Список литературы

ВЫВОДЫ

1. На основании критического анализа современного состояния работ по оценки основных функциональных свойств триботехнических композиционных материалов установлено, что в известных публикациях недостаточно освещены вопросы, связанные с формированием структуры, изучением и оценкой триботехнических и теплофизических характеристик многокомпонентных углерод-алюминиевых композитов с учетом индивидуальных свойств отдельных компонентов и их содержания в материале.
2. Исследование структуры и основных физико-механических свойств горячепресованных композитов в широком диапазоне составов последних позволило установить основные закономерности по комплексному влиянию содержания компонентов на структуру, основные физико-механические и функциональные свойства спеченного материала. Установлено, в частности, что для углерод-алюминиевых композитов, которые не содержат тугоплавких составляющих (Al2O3 и TіС), с увеличением общего содержания графита в шихте с 15 до 80 % как твердость, так и прочность на сжатие существенно уменьшаются.
Введение в состав исходной шихты тугоплавкой составляющей (Al2O3 и TіС) существенно изменяет характер зависимости основных механических характеристик композита от состава исходной шихты: как твердость, так и прочность горячепрессованных композитов значительно увеличиваются с увеличением содержания керамической составляющей в материале. В то же время, если твердость композитов с карбидом титана существенно выше по сравнению с материалами с оксидом алюминия, то параметры прочности характеризуются обратной тенденцией: прочность композитов с Al2O3 заметно превышает значение соответствующих характеристик для образцов с TіС.
3. Разработана математическая модель для оценки триботехнических характеристик композиционных материалов, которая базируется на определении статистических параметров микронапряжений и микродеформаций, полученных из решения статистической краевой задачи микромеханики процессов трения композиционных многофункциональных материалов с учетом индивидуальных свойств составляющих композита.
4. На основе результатов моделирования и данных экспериментального исследования триботехнических свойств горячепрессованных углерод-алюминиевых композитов показана возможность управления значением коэффициента трения в широком диапазоне в пределах 0,11÷0,47. Установлено, в частности, что коэффициенты трения в меньшей степени зависят от давления, а в большей - от содержания компонентов материала. Так с увеличением давления с 0,5 до 3,5 МПа коэффициент трения увеличивается не более чем в 1,1 раза, тогда как увеличение содержания глинозема в композите с 40 до 80 % приводит к увеличению значения kтр с 0,24 до 0,46, а при увеличении содержания карбида титана с 38 до 65 % значение kтр увеличивается в 1,7 раза.
Полученные данные указывают на возможность успешного использования такого рода композитов для изготовления как фрикционных (при kтр > 0,2), так и антифрикционных (kтр < 0,2) изделий.
Сравнительный анализ расчетных и экспериментальных данных значений коэффициентов трения для разных составов композитов показал высокую степень адекватности: отклонение этих данных не превышает 15 %.
5. При исследовании износостойкости композитов разных компонентных групп установлено незначительное влияние на износостойкость содержания компонентов одной компонентной группы при существенной зависимости износостойкости от контактного давления. Так если коэффициент трения несущественно изменяется при повышении контактного давления с 0,5 до 3,5 МПа, то интенсивность изнашивания увеличивается при этом в 2÷6 раз.
Установлено, что с увеличением содержания керамики в композите (глинозема и карбида титана) интенсивность износа снижается, тогда как увеличение графитовой составляющей, несмотря на снижение коэффициента трения, приводит к увеличению интенсивности изнашивания, которое обусловлено значительным снижением твердости и межчастичной прочности для композитов с повышенным содержанием графитовой составляющей.
6. Оценка влияния содержания компонентов композиционного материала на его теплопроводность показала, что значительное повышение теплопроводности наблюдается с увеличением содержания алюминия в шихте, тогда как повышения содержания как графита, так и керамических частиц (глинозема и карбида титана) приводит к снижению этой характеристики, что обусловлено, главным образом, более высокой теплопроводностью алюминия по сравнению с другими составляющими порошковой смеси.
7. На основе решения системы уравнений термоупругости для случайных микроструктурных деформаций компонентов композита, построенной в рамках статистической задачи для хаотически армированных композиционных материалов, получена зависимость для определения значений макроскопического коэффициента линейного термического расширения (КЛТР) для изотропных многокомпонентных композитов.
На основании результатов моделирования и соответствующих экспериментальных данных установлено, что показатели коэффициента линейного термического расширения для исследуемых составов композитов изменяются в широком диапазоне от 2·10-6 до 16,8·10-6 1/К. При этом показано, что с увеличением содержания алюминиевого порошка
и глинозема в смеси показатели КЛТР композита возрастают, а повышение содержания графита несколько снижает КЛТР.
Сравнительный анализ расчетной зависимости и соответствующих экспериментальных данных показал, что разработанная математическая модель достаточно адекватна и может с высокой степенью достоверности прогнозировать КЛТР многокомпонентных композиционных материалов.
8. Опытно-промышленная апробация результатов работы в условиях ОАО Мотор Сич” (г. Запорожье) и ПАО УкрНИИТМ” (г. Днепропетровск) подтвердила их практическое значение при разработке композиционных материалов для деталей узлов трения в широком диапазоне условий эксплуатации. Основные научные положения диссертации используются в учебном процессе на кафедре металлургии черных металлов Запорожской государственной инженерной академии.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Адаскин А. М. Материаловедение и технология материалов / А. М. Адаскин, В. М. Зуев. М.: Форум, 2010. С. 184 - 193.
2. Композиционные материалы: [справочник] / под ред. Д. М. Карпинос. - К.: Наукова думка, 1985. 588 с.
3. Справочник по композиционным материалам: в 2 кн. / пер. с англ. А. Б. Геллера и др.; под ред. Д. Ж. Любина. М.: Машиностроение, 1988. 584 с.
4. Костиков В. И. Сверхвысокотемпературные композиционные материалы / В. И. Костиков, А. Н. Варенков. - М.: Интермет Инжиниринг, 2003. - 560 с.
5. Федорченко И.М. Порошковая металургия. Материалы, технология, свойства, области применения: [справочник] / [И. М. Федорченко, И. Н. Францевич, И. Д. Радомысельский и др]. К. : Наукова думка, 1985. - 624 с.
6. Браутман Л. Современные композиционные мате­риалы / Л. Браутман, Р. Крок; пер. с англ. - М.: Мир, 1970. - 672 с.
7. Буланов И. М. Технология ракетных и аэрокосмических конструкций из композиционных материалов: учебн. [для вузов] / И. М. Буланов, В. В. Воробей. - М.: МГТУ им. Баумана, 1998. - 516 с.
8. Akhlaghi F. Influence of graphite content on the dry sliding and oil impregnated sliding wear behavior of Al 2024-graphite composites produced by in situ powder metallurgy method / F. Akhlaghi, A. Zare-Bidaki // Contents lists available at ScienceDirect. Wear, Vol. 266 (2009), No 1-2, 37-45.
9. A surface analutical study of triboformed aluminum alloy 319-10 vol.% graphite particle composite / P. K Rohatgi, Y. Liu, M. Yin, T. L. Barr // Mater. Sci. End.123A (1990), 213-218.
10. Friction and wear of aluminum-graphite composites: the smearing process of graphite during sliding / Y. B. Liu, S. C. Lim, S. Ray, P. K. Rohatgi // Wear 159 (1992), 201-205.
11. Rohatgi P. K. Tribological properties of metal matrix-graphite particle composites / P. K.Rohatgi, S. Ray, Y. Liu. Int. Mater. Rev. End. 37 (3) (1992), 129-149.
12. Riahi A. R. The role of tribo-layers on the sliding wear behavior of graphite aluminum matrix composites / A. R. Riahi, A. T. Alpas // Wear 251 (2001), pp.1396-1407.
13. Jaha A. K. Dry sliding wear of sintered 6061 aluminum alloy graphite particle composites / A. K. Jaha, S.V. Prasad, G. S. Upadhyaya // Tribol. Int. (1989), 321-327.
14. Бушуев Ю. Г. Углерод-углеродные композиционные материалы: справ. изд. / Ю. Г. Бушуев, М. И. Персин, В. А. Соколов. - М.: Металлургия, 1994. - 128 с.
15. Композиционные материалы [Текст]: справочник; под ред. В. В. Васильева. - М.: Машиностроение, 1990.- 456 с.
16. Пенкин Н. С. Основы трибологии и триботехники: учебн. пособие / Н. С. Пенкин, А. Н. Пенкин, В. М. Сербин.- М.: Машиностроение, 2008. 206 с.: ил.
17. Крагельский И. В. Трение и износ / И. В. Крагельский. - М.: Машиностроение, 1968. - 479 с.
18. Костецкий Б. И. Трение, смазка и износ в машинах / Б. И. Костецкий. - Киев: Техніка, 1970. - 267 с.
19. Радомысельский И. Д. Конструкционные порошковые материалы / И. Д. Радомысельский, Г. Г.Сердюк, Н. И. Щербань. - К.: Техніка, 1985. -152 с.
20. Триботехническое материаловедение и триботехнология; под общей ред. Н. Е. Денисовой / [Н. Е. Денисова, В. А. Шорин, И. Н. Гонтарь и др.]. - Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2006. 248 с.
21. Косторнов А. Г. Триботехническое материаловедение / А. Г. Косторнов. Луганск: Ноулидж (донецкое отд.), 2012. 696 с.
22. Федорченко И. М. Композиционные спеченные антифрикционные материалы / И. М. Федорченко, Л. И. Пугина. - К.: Наукова думка, 1980. 404 с.
23. Новые материалы / под науч. ред. Ю. С. Карабасова. - М.: МИСИС, 2002. 736 с.
24. Самосмазывающиеся композиционные материалы и их фрикционные характеристики / [И. М. Федорченко, Ю. А. Попченко, Л. В. Заболотный и др.]. Порошковая металлургия, 1977.- №1.- С. 78 - 82.
25. Шорина Н. С. Триботехническое материаловедение и триботехнология: учебн. пособие / Н. С. Шорина; под общей ред. Н. Е. Денисовой. - Пенза: изд-во Пенз. гос. ун-та, 2006. 230 с.
26. Терентьев В.Ф. Триботехническое материаловедение: учебн. пособие / В. Ф. Терентьев. - Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2000. - 296 с.
27. Савчук П. П. Властивості епоксидних композиційних матеріалів триботехнічного призначення / П.П. Савчук, А.Г. Косторнов // Проблеми тертя та зношування: Науково-технічний збірник. 2008. Вип. 49. Т. 2. С. 5260.
28. Савчук П. П. Особливості впливу процесів модифікації на триботехнічні характеристики епоксидних композиційних матеріалів / П. П. Савчук, А. Г. Косторнов // Проблеми тертя та зношування: Науково-технічний збірник. К.: НАУ. Вип. 48. С. 135148.
29. Савчук П. П. Теоретичні засади створення епоксидних композитів з керованими функціональними властивостями / П. П. Савчук // Наукові нотатки Луцького національного технічного університету: міжвузівський збірник. Випуск 26. Луцьк, 2009. С. 286295.
30. Полімерні композиційні матеріали в ракетно-космічній техніці: Підручник / [Є. О. Джур, Л. Д. Кучма, Т. А. Манько та ін.]. К.: Вища освіта, 2003. 399 с.
31. Принципы создания композиционных полимерных материалов / А. А. Берлин, С. А. Вольфсон, В. Г. Ошмян, Н. С.Ениколопов. М.: Химия, 1990. 240 с.
32. Косторнов А. Г. Металлополимерные антифрикционные материалы / А. Г. Косторнов, И. И. Белобородов // Мир техники и технологий. 2003. №12. С. 60-63.
33. Гаркунов Д. Н. Триботехника (износ и безысносность): учебн. / Д. Н. Гаркунов; [4-е изд., перераб. и доп.]. М.: МСХА, 2001. - 615 с.
34. Руденко Е. Г. Фрикционные материалы для тормозных устройств автотранспортных средств / Е. Г. Руденко, В. В. Овчаренко, А. Н. Манько // Вісник СНУ ім. Володимира Даля. - 2010. - №7 (149). - С. 226 - 230.
35. The tribological characteristics of A356.2Al alloy/Gr(P) composites / J. B.Yang, C. B. Lin, T. C. Wang, H. Y. Chu // Wear 257 (2004), 941-952.
36. Nardone V. C. Microstructurally toughened particulate-reinforced aluminum matrix composites / V.C. Nardone, J.R. Strife, K.M. Prewo // Metallurgical and Materials Transactions 22A (1991), 171.
37. Daoush W. M. Processing and characterization of CNT/Cu nanocomposites by powder technology / W. M. Daoush // Powder Matallurgy and Metal Ceramics 47 (2008), 531-537.
38. Chen Y. Microstructure and wear resistance of leser melted TiC reinforced nickel aluminide dual-phase matrix in situ composite / Y. Chen, H. M. Wang // Intermetallics 14 (2006), 325-331.
39. Akhlaghi F. Characterization of aluminum/graphite particulate composites synthesized using a novel methoa termed in-situ powder metallurgy” / F. Akhlaghi, S. A. Pelaseyyed // Materials Science and Engineering A 385 (2004), 258-266.
40. Ted Guo M. L. Tribological behavior of self-lubricating aluminum (SiC) graphite hybrid composites synthesized by the semi-solid powder-densification method / M. L. Ted Guo, C. Y. A. Tsao// Compos. Sci. Technol. 60 (2000), 65-74.
41. Pai B. C. Production of cast aluminum-graphite particle composites using a pellet method / B. C. Pai, P. K. Rohatgi // J. Mater. Sci. 13 (1978), 329-335.
42. Homogeneous dispersion of graphite in a 6061 aluminum alloy by ball milling / H. T. Son, T. S. Kim, C. Suryanayana, B. S. Chun // Mater. Sci. End. A 348 (2003), 163-169.
43. Lin C. B. A study on process and tribological behavior of Al alloy/Cr(P) composites / C. B. Lin, R. J. Chang, W. P. Weng // Wear 217 (1998), 167-174.
44. Influence of sliding speed on the dry sliding wear behaviour and the subsurface deformation on hybrid metal matrix composite / S. Basavarajappa, G. Chandramohan, A. Mahadrvan [et al] // Wear 262 (7/8) (2007), 1007-1012.
45. Friction and wear propertier of short carbon fiber reinforced aluminum matrix composites / Liu Lei, Li Weiwei, Tang Yiping [et al] // Contents lists available at ScienceDirect // Wear 266 (2009), 733-738.
46. Chao S.-H. Li. C.-G. Effects of carbon fiber. Al interface on mechanical properties of carbon-fiber-reinforced aluminium-matrix composites / S.-H. Li. C.-G. Chao // Metallurgy and Materials Transaction A 35 (2004), 2153-2160.
47. Kong X.-L. Investigation of friction and wear behavior of carbon fiber felt reinforced aluminium-matrix composites / X.-L. Kong, Y.-B. Lu, B. Yang // Tribology 21 (2001), 448-451 (Chinese).
48. Shalu T. Development and characterization of liquid carbon fibre reinforced aluminium-matrix composite / T. Shalu, E. Abhilash, M. A. Joseph // Contents lists available at ScienceDirect. Journal of Materials Processing Technology 209 (2009), 4809-4813.
49. Mishra S. P. A Text Book of Fibre Science and Technology / S. P. Mishra; fisrt ed. New age International Private Ltd., Publishers, New Delhi, 2005. - pp. 312-316.
50. Friction and wear properties of short carbon fiber reinforced aluminum matrix composites / Lui Lei, Li Weiwei, Tang Yiping, Sher Bin [et al] // Wear 266 (2009), 733-738.
51. Fabrication of aluminum matrix composites reinforced with carbon nanotubes / D. Poirier, C. Goujon, R. Gauvin, R. Drew // Advanced Materials and Processes 163 (2005), 45.
52. Sun J. Reinforcement of alumina matrix with muiti-wallrd carbon / J. Sun, L. Gao, X. Jin // Ceramics International 31 (2005), 893-896.
53. Combination of hot extrusion and spark plasma sintering for producing carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites / H. Kwon, M. Estili, K. Takagi [et al] // Carbon 47 (2009), 570-577.
54. Чернышова Т. А. Дискретно-армированные композиционные материалы с матрицами из алюминиевых сплавов и их трибологические свойства / Т. А. Чернышова, Л. И. Кобелева, Л. К. Болотова // Металлы. - 2001.- №6. - С.85 - 98.
55. Тарнопольский Ю. М. Пространственно-армированные композиционные материалы: [справочник] / Ю. М. Тарнопольский, И. Г. Жигун, В. А. Поляков. - М.: Машиностроение, 1987.- 224 с.
56. Вишняков Л. Р. Исследование гибридного композиционного материала на основе боралюминия / Л. Р. Вищняков, В. П. Мороз, Л. Н. Цыпина // Порошковая металлургия. 1988. - №7. С .81 - 83.
57. Немировский Ю. В. Определение эффективных физико-механических характеристик гибридных композитов, перекрёстно армированных трансверсально-изотропными волокнами, и сопоставление расчётных характеристик с экспериментальными данными / Ю. В. Немировский, А. П. Янковский // Механика композиционных материалов и конструкций. - 2007. - Т. 13. - № 1.- С. 3 - 32.
58. Chen J.D. Effect of load on tribological behaviour of carbon-carbon composites / J. D. Chen, J. H. Lin, C. P. Ju // J. Mater. Sci. 1996. - Vol. 31, №5. C. 1221-1229.
59. Кіндрачук М. В. Трибологія / [Кіндрачук В. М., Лабунець В. Ф., Пашечко М. І., Корбут Є. В.]. К.: Нац. авіац. ун-т, НАУ-друк”. 2009. 392 с.
60. Bowden F. P. The area of contact between stationary and between moving surfaces / F. P. Bowden, D. Tabor. Proc. of the Royal Soc. Lond. A 169 (938), 391-413 (1939) (Cited on page 6).
61.Bowden F. P. The nature of sliding and the analysis of friction / F. P. Bowden, L. Leben. Proc. of the Royal Soc. Lond. A 169 (938), 371-391 (1939) (Cited on page 6).
62. Suh N. P. The genesis of friction / N. P. Suh, H.-C. Sin/ / Wear 69, 91-111 (1981).
63. Suh N. P. The delimitation theory of wear / N.P. Suh // Wear 25, 111-123 (1973).
64. Tsukizoe T. Wear performance of unidirectionally orirnted carbon-fiber reinforced plastics / T. Tsukizoe, N. Ohmae // Tribology International 8, 171-175 (1975) (Cited on pages 21, 23).
65. Tsukizoe T. Friction and wear of advanced composite materials / T. Tsukizoe, N. Ohmae // Fibre Science and Technology 18, 265-286 (1983) (Cited on pages 23, 64, 74, 117 and 183).
66. Tsukizoe T. Friction and wear of unidirectionally oriented grass, carbon, aramid and stainless steel fiber-reinforced plastics / T. Tsukizoe, N. Ohmae, pp. 205-231. In K. Friedrich (ed.): Composite material series. Volume 1. Friction and wear of polymer composites. Elsevier Science Publishers B.V. (1986) (Cited on pages 64, 74, and 183).
67. Axen N. A model for friction of multiphase materials in abrasion / N. Axen, I.M. Hutchings, S. Jacobson // Tribology International 29, 6, 467-475 (1996) (Cited on pages 75, 76 and 179.)
68. Axen N. A model for the abrasive wear resistance of multiphase materials / N. Axen, S. Jacobson // Wear 174, 187-199 (1994) (Cited on page 75.)
69. Axen N. Abrasive wear in intermediate mode of multiphase materials / N. Axen, B. Lundberg // Tribology International 28 (8), 523-529 (1995) (Cited on page 75.)
70. Smerdova О. Interfacial and bulk friction-induced dissipation in composites / О. Smerdova. Lyon: Université de Lyon, 2012. 184 р.
71. Schon J. Coefficient of friction of composite delamination surfaces / Schon J. Wear 237, 77-89 (2000) (Cited on page 88).
72. Дедков Г.В. Нанотрибология: экспериментальные факты и теоретические модели / Г. В. Дедков // Успехи физических наук. - 2000, (170), 6. - С. 586 - 618.
73. Буланов В. Я. Прогнозирование свойств спеченных материалов / В. Я. Буланов, В. Н. Небольсинов. М.: Наука, 1981. С. 130 - 133.
74. Черный А. А. Прогнозирование свойств материалов по математическим моделям: учебн. пособие / А. А. Черный, В. А. Черный. - Пенза: Пенз. гос. ун-т, 2007. 61 с.
75. Archard J. F. Contact and rubbing of flat surfaces / J. F. Archard // Yof App. Physics 24(8), 981-988 (1953) (Cited on pages 9 and 16).
76. Archard J. F. The wear of metals under unlubricated conditions / J.F . Archard, W. H Irst // Proc. Of the Royal Soc. Lond. A 236 (1206), 397-410 (1956) (Cited on pages 16, 96 and 97).
77. Прогнозирование механизма и интенсивности изнашивания на основе оценки соотношения твёрдостей абразива и изнашиваемого материала / М. И. Андрущенко, Р. А. Куликовский, М. Н. Брыков, Д. М. Андрущенко // Проблеми трибології (Problems of Tribology). - 2009. - №1. - С.6 - 12.
78. Войтов В. А. Экспериментальная оценка триботехнических характеристик различных конструкций трибосистем с тепловыми сопротивлениями. Часть І. Методический подход в исследованиях / В. А. Войтов, Д. А. Великодный // Проблеми трибології (Problems of Tribology). - 2009. -№2. - С. 25 - 31.
79. Войтов В. А. Экспериментальная оценка триботехнических характеристик различных конструкций трибосистем с тепловыми сопротивлениями. Часть ІІ. Износостойкость и потери на трение прямых и обратных трибосистем / В. А. Войтов, Д. А. Великодный // Проблеми трибології (Problems of Tribology). - 2009. - №3. - С. 20 - 28.
80. Математическая модель износа многофазных композитов в зоне трения процессах / В. А. Скачков, В. И. Иванов, С. С. Сергиенко [и др.] // Порошковая металлургия. 2012. № 7/8(486). C. 5864.
81. Скачков В. А. Микроструктурный подход к прогнозированию триботехнических характеристик многокомпонентных композитов / В. А. Скачков, В. И. Иванов // Труды международной конференции по трибологии. Самара: СТУ, 2007. Т.3.- С. 472-473.
82. Димитриенко Ю. И. Механика композиционных материалов при высоких температурах / Ю. И. Димитриенко. М.: Машиностроение, 1997. 368 с.
83. Скороход В. В. Теория физических свойств пористых и композиционных материалов и принципы управления их микроструктурой в технологических процессах / В. В. Скороход // Порошковая металлургия. 1995. № 1/2. C. 5371.
84. Скороход В. В. Слоистые композиты: структурная классификация, теплофизические и механические свойства / В. В. Скороход // Порошковая металлургия. 2003. № 9/10. С. 112.
85. Дульнев Г. Н. Теплопроводность смесей и композиционных материалов: справочная книга / Г. Н. Дульнев, Ю. П. Заричняк. - Л.: Энергия, 1974. - С. 7 - 8.
86. Скороход В. В. Физико-механические свойства пористых материалов / В. В. Скороход // Порошковая металлургия 77. - К.: Наукова думка, 1977. С. 120129.
87. Косторнов А. Г. Материаловедение дисперсных и пористых металлов и сплавов: В 2 T., Т 2 / А. Г. Косторнов; НАН Украины. Ин-т пробл. Материаловедения им. И. Н. Францевича. К.: Наукова думка, 2003. С. 26-31.
88. Карпов Я. С. Механика композиционных материалов: учебн. пособие // Я. С. Карпов, П. П. Липихин, И. М. Тараненко. Харьков: Нац. аэрокосмический ун-т Харьк. авиац. ин-т”, 2004. 104 с.
89. Болотин В. В. Макроскопические коэффициенты теплопроводности и диффузии в микронеоднородных твердых телах / В. В. Болотин, В. Н. Москаленко // Журн. прикл. механики и техн. физики, 1967. - № 6. - С. 7 - 13.
90. Зиновьев В. Е. Теплофизические свойства металлов при высоких температурах: справочное издание / В. Е. Зиновьев. М.: Металлургия, 1989. 384 с.
91. Чудновский А.Ф. Теплофизические характеристики дисперсных материалов / А. Ф. Чудновский. - М.: Физматгиз, 1962. 456с.
92. Кошлак А. В. Формирование теплофизических характеристик пористого материала / А. В. Кошлак // Математичне моделювання. - 2008. - №2 (19). - С. 81 - 84.
93. Братута Э. Г. Моделирование процесса производства материала с прогнозируемой теплопроводностью / Э. Г. Братута, А. В. Кошлак // Весник Национального технического университета ХПИ”, 47’. - Харьков, 2008. - С. 109 - 116.
94. Ляшенко В. П. Задачі для рівняння теплопровідності у порошковій металургії / В. П. Ляшенко, В. А. Ванин // Весник Национального технического университета ХПИ”, 68’. - Харьков, 2010. - С. 108 - 113.
95. Ляшенко В. П. Математическое моделирование процессов твердо-фазного спекания и отжига / В. П. Ляшенко // Вісник Кременчуцького державного політехнічного університету. - Вісник 6 /2002 (17). — С. 30 - 33.
96. Modeling and automation of temperature processes in pow­der metallurgy / В. П. Ляшенко, Н. Т. Кирилаха, Т. А. Григорова, О. И. Настенко // Вестник национального технического университета ХПИ”. - Вып. 6/2007. Харьков: ХПИ, 2007. - С. 35 - 41.
97. Ляшенко В. П. Моделювання процесів пресу­вання та спікання порошкових матеріалів / В. П. Ляшенко, Т. А. Григорова // Вісник Запорізького державного університету. Сер. Фіз.-мат. науки №1. - Запоріжжя, 2008. - С. 124 - 130.
98. Sevoatianov I. On the thermal expansion of composite materials and cross-property connection between thermal expansion and thermal conductivite / I. Sevoatianov// Mechanics of Materials 45 (2012), 20-33.
99. Turner P. S. Thermal expansion stresses in reinforced plastics / P. S. Turner // J. Res. (Nat. Bureau Stand.) 37, 1946, 239-250.
100. Kerner E. N. The elastic and thermoelastic properties of composite media / E. N. Kerner // Proc. Phys. Soc. (B), 1956, pp. 808-815.
101 Schapery R. A. Thermal expansion coefficirnt of composite materials based on energy principles / R. A. Schapery // Composite materials 2, 1968, pp. 320-404.
102. Sevoatianov I. Cross-property connections for fiber reinforced peizoelectric materials / I. Sevoatianov, F. Sabina // Int. J. Eng. Sci 45, 2007, pp. 719-735.
103. Sevoatianov I. Elastic and electric properties of closed-cell aluminum foams / I. Sevoatianov, J. Kovacik // Cross-property connection Mater. Sci. Eng., 2006, A 420, pp. 87-99.
104. Eroshkin O. On micromechanical modeling of particulate composites with inclusions of various shapes / O. Eroshkin, I. Tsukrov/ Int. J. Solids Struct. 42, 2005, pp. 409-427.
105. Krupiczka R. Analysis of thermal conductivity in granular materials / R. Krupiczka / Int. Chem. End. 7, 1967, 122 p.
106. Hsu C.T. A lumped-parameter model for stagnant thermal conductivity of spatially periodie porous media /C.T. Hsu, P. Cheng, K.W. Wong // J. Heat Transfer 117, 1995, 264 p.
107. Ma Y.T. A self-similarity model for effective thermal conductivity of porous media / Y.T. Ma, B.M. Yu, D.M. Zhang, M.Q. Zou// J. Phys. D: Appl. Phys. 36, 2003, 2157 p.
108. Gao L. Nonlinear thermal conductivity of granular composite medium / Lei Gao, Zhen-ya Li // Solid State Communications, Vol. 100, No 1, 1996, pp.53-56.
109. Вашуль Х. Практическая металлография. Методы изготовления образцов / Х. Вашуль; [пер. с нем.]. М. : Металлургия, 1988. 320 с.
110. Либенсон Г. А. Основы порошковой металлургии / Г.А. Либенсон. - М.: Металлургия, 1987. - 206 с.
111. Жуковец И. И. Механические испытания металлов / И. И. Жуковец. М.: Высшая школа, 1990. 199 с.
112. Машины для испытания материалов на растяжения, сжатия, изгиб. Методы механических испытаний: ГОСТ 7855-84. [Действительный от 1988-01-01]. М.: Изд-во стандартов, 1986. 10 с.
113. Металлы и сплавы. Метод измерения твердости по Бринеллю: ГОСТ 9012-59. [Действительный от 1960-01-01]. М.: Изд-во стандартов, 1987. 40 с.
114. Техническое описание и инструкция по эксплуатации: Гб 2.779.013 ТО. М.: Мин. приборстр., средств автомат. и систем управления, 1980. 69 с.
115. Платунов Е. С. Теплофизические измерения в монотонном режиме / Е. С. Платунов. - Ленинград: Энергия, 1973. 142 с.
116. Сергеев О. А. Метрологические основы теплофизических измерений / О. А. Сергеев. - М.: Изд-во стандартов, 1972. 154 с.
117. Новицкий Л. А. Теплофизические свойства металлов при низких температурах: справочное издание / Л. А. Новицкий, И. Г. Кожевников. М.: Машиностроение, 1975. 216 с.
118. Попилов Л. Я. Советы заводскому технологу: справочное пособие / Л. Я. Попилов. - Л.: Лениздат, 1975.- С. 206-207.
119. Працездатність вуглець-алюмінієвих композиційних матеріалів за умов тертя / В. О. Скачков, С. А. Воденніков, В. І. Іванов, О. С. Воденнікова // Металлургия: сб. науч. тр. Запорожье: ЗГИА. 2012. Вып.1 (26). - С. 105 - 109.
120. Kosolapova T.Y. Handbook of high temperature compounds: properties, production, applications [M] / T. Y. Kosolapova. - New York: Hemisphere, 1990, 228 р.
121. Михеев Р. С. Дискретно-армированные композиционные материалы системы Al-TiC (обзор) / Р. С. Михеев, Т. А. Чернышова // Заготовительные производства в машиностроении. 2008. - №11. - С.44 - 53.
122. Шермергор Т. Д. Теория упругости микронеоднородных сред / Т. Д. Шермергор. - М.: Наука, 1977. 399 с.
123. Моделювання процесу зношення багатокомпонентних композиційних матеріалів у зоні тертя / В. О. Скачков, С. А. Воденніков, В. І. Іванов, Г. І. Слинько, О. С. Воденнікова // Проблеми трибології (Problems of Tribology). 2008. №2. С. 5660.
124. Волков С. Д. Статистическая механика композитных материалов / С. Д. Волков, В. П. Ставров. Минск: БГУ, 1978. 206 с.
125. Антифрикционные композиции на основе спечённого титана /&nbs