В силикатных модификаторах типа серпентинита имеются силоксановые (мостиковые) связи:
Si-O-Si,
при разрыве которых, вследствие разрушения (измельчения) минерала, образуются не скомпенсированные оборванные связи, являющиеся активными акцепторами водорода. При их взаимодействии образуются скомпенсированные силанольные группы:
Si-OH.
Тонко измельченный серпентин, обладающий большой удельной поверхностью и большим числом оборванных силаксановых связей, создает условия для связывания находящегося в зоне трения активного водорода: то есть препятствует его взаимодействию с металлом и предотвращает водородный износ.
Если считать оборванные связи поверхностными дефектами силиката, то адсорбция водорода с образованием силанольных групп Si-OH, есть способ энергетической компенсации дефектов минерала. Можно сделать вывод, что силикаты с оборванными Si-O-Si связями являются эффективными адсорбентами активного водорода и, следовательно, могут использоваться для решения проблемы водородного износа металлов в узлах трения.
Использование в качестве модификаторов трения слоистых силикатов типа серпентинита особенно эффективно в узлах трения с экстремальными нагрузками (температура, давление).
Процесс разложения доказан термическим и рентгеновскими методами, реакция эндотермическая и требует затрат энергии порядка 336 кДж/моль. В результате образуются тонкодисперсный аморфный кремнезем. Можно допустить, что разогрев узла трения при больших нагрузках будет «гаситься» эндотермической реакцией разложения находящегося в зоне трения серпентинита.
Таким образом, сложные силикатные модификаторы трения типа серпентинита способны «отводить» излишнюю энергию от узла трения. Указанная температура в 600 °С разложения серпентинит относится к нормальному атмосферному давлению, при больших давлениях она существенно снижается.
Адсорбция водорода образованными силаксановыми связями Si-O-Si в тонко измельченном серпентините и других силикатных модификаторах трения энергетически эквивалентных связей:
= Si-O-H =
должна протекать весьма энергично. Использование графитового модификатора в смазках как средства борьбы с водородным охрупчиванием металлических поверхностей узлов трения не эффективно по сравнению с использованием слоистых силикатных модификаторов трения и тонко измельченного кварца.
Именно к этой категории относятся природный истертый кварц с дисперсностью 0,1-5мкм, серпентинит, тальк, сера, пирротин, энстатит и фаялит, которые являются основными компонентами РВС.
Необходимо отметить, что описанные свойства минералов лишь частично объясняют природу их воздействия на фрикционный контакт. Это обусловлено сложностью процессов трения, большим числом взаимодействующих факторов. Высокая температура в сочетании с высокими давлениями в зоне контакта, приводят к значительным изменениям свойств поверхностных слоев, вызывают значительные температурные напряжения, в микрообъемах протекают процессы термической обработки. Интенсивно протекают процессы окисления, образования различных химических соединений, взаимной диффузии.
Взаимодействие газов и жидкостей с поверхностями твердых тел в процессе трения формируют «третье тело», промежуточную среду, что существенно изменяет молекулярную составляющую трения.
Измененный поверхностный слой испытывает значительные деформации при трении, его свойства в сочетании со свойствами подложки, состоящей из исходного материала, определяют износостойкость и сдвиговые сопротивления.
Разрушения при износе имеют кумулятивный характер и являются результатом последовательного многократного накопления повреждений, поэтому износостойкость весьма чувствительна к незначительному изменению свойств материалов и изменению природы защитных пленок на поверхности. Это происходит за счет различных добавок в смазку, в том числе и модификатора трения.
Для транспортировки таких добавок к поверхностям трения можно использовать смазки и системы для их подвода в необходимые точки. Тем самым исключается в большинстве случаев необходимость разборки и антифрикционной обработки узлов трения на специальных стендах. Таковы научные и практические предпосылки разработки технологии безразборного увеличения ресурса оборудования.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.