Композиционные триботехнические материалы на основе олигомеров сшивающихся смол
анной на излом.
2.5. Рентгеноструктурный анализ
Рентгеновские дифрактометры- приборы, использующие ионизационные или
инсциляторные методы регистрации дифракционных максимумов.[14]
Современный дифрактометр является сложной установкой, в которой
осуществляется фокусировка рентгеновских лучей, отраженных от образца, и
измеряется интенсивность дифракционных максимумов с помощью счетчиков.
Установка снабжена электронной и интегрирующей схемами и автоматической
записью кривых интенсивностей.
В СНГ серийно выпускаются дифрактометры семейства ДРОН (дифрактометр
рентгеновский общего назначения) в основе которых используется одна и та же
схема фокусировки рентгеновских лучей, названная в честь авторов -
фокусировка по Брэггу-Брентано.
Дифракционная картина регистрируется последовательно по мере вращения
образца и счетчика. Поэтому необходимо, чтобы интенсивность излучения
рентгеновской трубки была постоянной, а геометрическая съемка должна быть
фокусирующей при сравнительно больших размерах образца.
Дифрактометры семейства ДРОН состоят из источника высокого напряжения, на
котором обычно располагается оперативный стол с реализацией той или иной
схемы фокусировки, которая включает рентгеновскую трубку, счетчик
рентгеновских квантов. В отдельных стойках (или стойке, в зависимости от
модели) размещаются блоки линейного усилителя, дифференциального
дискриминатора, пересчетного устройства, его секундомера, устройство вывода
информации, дифропечатающего устройства, самопишущего прибора, которые
обеспечивают функционирование и возможность реализации той или иной задачи.
РТ- рентгеновская трубка,
Д- детектор,
РГ- регестрирующее устройство,
БФИ- блок формирования импульса,
ПС- пересчетная схема,
ИСПИ- измеритель скорости подачи импульсов,
ЭПП- электронный пишущий потенциометр,
ВУ- высоковольтное устройство,
О- образец.
Рис.3 Принципиальная схема дифрактометра
Глава III. Исследование структуры и свойств полимерных материалов,
модифицированных кремнийсодержащими добавками
3.1. Результаты рентгеноструктурного анализа
3.1.1.Рентгеноструктурный анализ кремня
Анализу подвергался кремний до термообработки, после термообработки
при 1000С, 2000С, 3000С в течении одного часа.
Результаты расчета рентгенограмм приведены в таблице №2. За основу
составления этих таблиц приняты значения межплоскостных расстояний, которые
рассчитывались по формуле
d/n=(/2sin( (4)
где ( -длина волны рентгеновского излучения, Е;
(-угол скольжения,0.
Таблица №2 Результаты расчета рентгенограмм кремния
|Реф-л|Кремень до |После |После |После |
|екс |Термообработ-ки|термо-обработки |термо-обработки |термо-обработки |
|№ | |при 1000С |при 2000С |при 2000С |
|Температура начала |900С |850С |950С |900С |900С |
|плавления | | | | | |
|Температура max плавления |1300С |1200С |1300С |1200С |1200С |
|Температура окончания |1600С |1600С |1500С |1550С |1700С |
|плавления | | | | | |
|Температура начала |1800С |1850С |1900С |1900С |2000С |
|окисления | | | | | |
|Температура max окисления |2100С |2050С |2200С |2100С |2200С |
|Температура окончания |2600С |2400С |2700С |2600С |2550С |
|окисления | | | | | |
|Температура начала |2900С |3400С |3050С |3000С |3250С |
|деструкции | | | | | |
|Температура конца |4600С |4600С |4700С |4600С |4600С |
|деструкции | | | | | |
[pic]Рис.7.
3.3. Ударная вязкость полимера
Ударная вязкость образцов определялась на маятниковом копре.
Наибольшей ударной вязкостью, как выяснилось, обладает полиэтилен с
добавкой 1% кремния. Образцы для опытов применялись прямоугольного профиля
площадью 7(5 мм2. Результаты опыта приведены на рис.№9
[pic]Рис.№9
3.4. Триботехнические характеристики
Триботехнические испытания проводились на трибометре ПД-!А. Как
выяснилось из результатов исследования, наибольшим коэффициентом трения
обладает образец с содержанием 3% кремния, наименьшим – с содержанием 0,1%
и 0,5%[18,19,20].
Установлено также, что с увеличением скорости скольжения образцов
увеличивается коэффициент трения и удельный износ.
Результаты исследований приведены на рис№10, №11.
Рис.10.
[pic]
Рис.11
[pic]
Глава IY. Технология изготовления триботехнических материалов на основе
полимеров
4.1. Принципы создания композиционных материалов на основе полимеров
Эксплуатационная долговечность машин и механизмов в ряде случаев
определяется надежностью работы узлов трения. Применение фрикционных
деталей из цветных и специальных подшипниковых сплавов требует выполнения
ряда условий для их надежной работы – смазки, специальных устройств,
защищающих узлы трения от воздействия абразивных частиц, загрязнений,
агрессивных сред, механических повреждений. Для малонагруженных и
низкоскоростных узлов трения техники различного назначения использование
подшипников скольжения из металлических сплавов конструктивно не обосновано
и экономически нецелесообразно. Современные композиционные материалы на
основе полимеров позволяют решить задачу повышения эксплуатационного
ресурса и надежности машин, обеспечив при этом значительные материальные
выгоды и экономический эффект.
Полимерные материалы в чистом виде нашли ограниченное применение при
изготовлении деталей узлов трения вследствие их относительно невысоких
эксплуатационных характеристик – высокого коэффициента трения,
недостаточной термо- и теплостойкости, низкой износостойкости. Для
повышения служебных характеристик полимера используют различные
направления: разработку новых связующих с требуемыми характеристиками,
модифицирование многотоннажно выпускаемых материалов функциональными
добавками, обработку специальными методами.
Выбор направления создания полимерного композита обусловлен
конкретными требованиями: экономическими, конструктивными,
технологическими, эксплуатационными и др. Например, применение полимерных
подшипников скольжения в автомобилях, сельскохозяйственных машинах,
выпускаемых большими сериями, выдвигают на первый план экономические
(стоимость, доступность сырья) и технологические (методы переработки в
изделия, возможность регенерации технологического брака) аспекты. При
использовании полимерных конструкций в единичных образцах техники, особенно
эксплуатирующейся в экстремальных условиях, естественно, более важное
значение имеют эксплуатационные и конструктивные требования – заданные
физико-механические свойства, термо- и теплостойкость и т.п. Очевидно, что
и эти методы модифицирования полимерных материалов выбираются, исходя из
анализа технико-экономических требований к конструкции.
Обобщение отечественного и зарубежного опыта создания
металлополимерных узлов трения позволило выявить основные тенденции в этой
области: разработку методов создания материалов с заданными фрикционными
свойствами и разработку методов управления поверхностными свойствами
материалов непосредственно в процессе фрикционного взаимодействия.
Исследование механизма трения и изнашивания полимеров по металлам
позволяет утверждать, что наиболее существенное влияние на фрикционные
характеристики оказывают: природа контактирующих материалов, нагрузочно-
скоростные и тепловые режимы трения, условия смазки, топография
поверхностей трения. Работа узла трения, в частности, во многом зависит от
температуры и состава окружающей среды, наличия абразива, воздействия
агрессивных и коррозионно-активных сред.
Для снижения коэффициента трения и повышения износостойкости материала
в состав связующего обычно вводят от 0,1 до 40% мас. сухих смазок –
графита, сульфидов металлов, солей высших кислот, талька, слюды и др. Такие
вещества обладают способностью образовывать на поверхностях трения
легкоподвижные слои. Данный метод модифицирования нашел наибольшее
применение для сшивающихся связующих – фенолформальдегидных, эпоксидных,
полиэфирных смол.
В последние годы широкое распространение получил метод повышения
фрикционных свойств полимерных материалов путем введения в их состав
жидкофазных смазок и смазочных масел. При введении жидких компонентов в
пределах, превышающих их совместимость с полимерным связующим, создается
возможность выделения избытка жидкости из матрицы. Наличие в зоне трения
градиента температур способствует миграции смазочной жидкости с повышенной
температурой. Таким образом, на поверхностях трения непрерывно генерируется
смазочная пленка. При снижении температуры в зоне трения скорость миграции
смазки замедляется, что способствует обеспечению эффекта самосмазывания в
течение длительного времени.
Недостатком антифрикционных материалов,
| |  скачать работу |
Композиционные триботехнические материалы на основе олигомеров сшивающихся смол |
