​​Специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН совместно с коллегами из Национальной академии наук Беларуси провели исследования в области разработки триботехнических материалов на основе медно-оловянных бронз с заданной структурой. Полученный в ходе экспериментов материал можно применять в машиностроении при производстве узлов, подвергающихся трению. 
 
«Медно-оловянные сплавы имеют тысячелетнюю историю и по-прежнему широко используются для изготовления деталей машин как с антифрикционными (подшипники скольжения, подпятники, вкладыши, направляющие, уплотнения, шарнирные устройства и другие), так и с фрикционными свойствами (тормозные, передаточные узлы и прочие), работающих в условиях термической нагруженности до 600 °C. Триботехнические свойства сплавов зависят от их структурно-фазового состояния, изменяя которое можно задавать определенный уровень антифрикционных и противоизносных свойств медно-оловянного материала», — рассказывает руководитель группы металлических композиционных материалов ИХТТМ СО РАН доктор химических наук Татьяна Фёдоровна Григорьева
 
Триботехника — раздел физики, занимающийся изучением процессов взаимодействия контактирующих поверхностей при их относительном перемещении. Основная цель — нахождение путей снижения трения и изнашивания. 
 
Традиционные медно-оловянные бронзы имеют высокую износостойкость, но низкую прочность, поэтому очень важно найти способ повысить второй параметр при сохранении первого. Механохимический подход к получению композитных (многокомпонентных) структур и последующее электроконтактное спекание позволяют варьировать фазовый состав медно-оловянных бронз и, соответственно, их свойства. После изучения механических характеристик материалов, полученных электроконтактным спеканием механохимически синтезированных сплавов меди и олова, стала понятна зависимость свойств от времени механической активации (МА). 
 
«Механохимический подход заключается в физико-химическом изменении свойств соединений и их смесей при механическом воздействии на вещества, участвующие в реакции. Механическая же активация — это ни что иное, как увеличение реакционной способности (или физико-химических свойств) обрабатываемых веществ в последующих процессах и реакциях. То есть мы активируем участвующую в реакции систему и придаем ей необходимые свойства. Электроконтактное спекание является высокоэффективным способом получения твердых материалов из порошкообразных компонентов, в одном процессе совмещается операция формирования и спекания состава, что значительно сокращает как временные, так и энергетические затраты», — комментирует Татьяна Григорьева. 
 
Исследования показали, что при малых временах активации (40 секунд) спеченные материалы имеют плотную структуру с незначительным количеством несплошностей (трещин, пор), при этом высокую износостойкость, но низкую микротвердость. При больших временах (20 минут) материал имел высокую микротвердость, но менее плотную структуру и существенно меньшую износостойкость. Стало понятно, что, варьируя только время МА, не удается обеспечить требуемые механические свойства триботехнического материала. Поэтому ученые смешали прекурсоры (вещества, участвующие в химической реакции), полученные в течение короткого и длительного времени механической активации, в массовом соотношении 40 % к 60 % соответственно и достигли улучшения механических свойств синтезированного материала. 
 
«Благодаря проведенной работе стало понятно, что в случае варьирования соотношения компонентов смеси с различным временем механической обработки можно получать материалы с заданной структурой и требуемыми свойствами. Достоинствами данной технологии являются высокая экономичность, возможность реализации без создания защитной атмосферы и экологическая чистота», — резюмирует Татьяна Григорьева. 

Результаты исследования будут использованы при производстве медно-оловянных материалов для узлов трения, работающих при высоких механических и тепловых нагрузках, абразивном изнашивании, в том числе при ограниченной смазке или ее отсутствии. 
 
«Наука в Сибири» 

Источники

Сибирские ученые работают над улучшением свойств медно-оловянных материалов
Наука в Сибири (sbras.info), 11/08/2020
Сибирские ученые работают над улучшением свойств медно-оловянных материалов
Сибирское отделение Российской академии наук (sbras.ru), 11/08/2020
Новости в IT * Сибирские ученые работают над улучшением свойств медно-оловянных материалов
Devsday.ru, 12/08/2020
Сибирские ученые работают над улучшением свойств медно-оловянных материалов
RusCable.Ru, 12/08/2020
Сибирские ученые работают над улучшением свойств медно-оловянных материалов
Ритм (ritm-magazine.ru), 16/08/2020
Ученые ИХТТМ СО РАН и НАН Беларуси получили новый материал для машиностроения
Научная Россия (scientificrussia.ru), 18/08/2020
Ученые ИХТТМ СО РАН и НАН Беларуси получили новый материал для машиностроения
Город финансов (gorodfinansov.ru), 19/08/2020
Сибирские ученые работают над улучшением свойств медно-оловянных материалов
Nanonewsnet.ru, 20/08/2020

Похожие новости

  • 05/03/2020

    Ученые обработали уголь из Тувы электронным пучком

    ​Специалисты трех российских институтов (Института химии твердого тела и механохимии СО РАН, Тувинского института комплексного освоения природных ресурсов СО РАН и Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН) провели серию экспериментов по облучению образцов угля из Каа-Хемского угольного месторождения (Республика Тыва) на промышленном ускорителе электронов ИЛУ-6.
    787
  • 26/05/2020

    Наука будущего: беспилотник на солнечных батареях, обрывы проволоки и молекулярные ножницы

    Как совмещать открытия в медицине и в космической сфере, чем бактериальная целлюлоза поможет экологии планеты и можно ли излечить от болезни, отредактировав ДНК, — в материале портала "Будущее России.
    594
  • 05/06/2016

    Спечь или взорвать?: разработки ученых Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН

    ​​Шарики вместо метеоритов, танки из военного училища и шедевр японского приборостроения для «выпечки» новых материалов. О том, как ученые Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН создают новые материалы для авиации, космоса и повседневной жизни.
    4776
  • 24/05/2017

    Омские промышленники интересуются разработками СО РАН

    ​​Делегация представителей высокотехнологичной индустрии Омской области посетила институты новосибирского Академгородка. Свыше 20 главных инженеров, конструкторов и специалистов омских предприятий — ФНПЦ «Прогресс», «Омское машиностроительное КБ», «Омсктрансмаш», «Высокие технологии» и «Омский НИИ приборостроения» (ОНИИП) — встретились с председателем Сибирского отделения РАН академиком Александром Леонидовичем Асеевым и его советником доктором физико-математических наук Геннадием Алексеевичем Сапожниковым.
    2564
  • 21/10/2019

    Как делают науку в Сибири

    Чем живет сибирская наука? Обычно мы слышим об ученых либо в связи с прорывными и особо интересными открытиями. Либо благодаря созданию новых научных объектов, таких как ЦКП СКИФ. Либо, как это ни печально, из-за каких-либо конфликтов.
    1321
  • 31/01/2020

    Ученые установили, что радиационная обработка улучшает свойства ракетного топлива

    ​​Специалисты Института химии твердого тела и механохимии СО РАН и Федерального научно-производственного центра «Алтай» провели на промышленном ускорителе ИЛУ-6 серию экспериментов по радиационно-химической модификации полимера, который выполняет функцию связующего агента между различными компонентами в твердотопливных ракетных двигателях.
    851
  • 12/02/2020

    Новосибирские физики провели эксперимент по изучению зоны плавления алюминий-литиевых сплавов

    ​Специалисты Института теоретической и прикладной механики им. С. А. Христиановича (ИТПМ СО РАН) совместно с коллегами из Института ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН (ИЯФ СО РАН) и Института химии твердого тела и механохимии СО РАН (ИХТТМ СО РАН) отрабатывают технологию, которая позволит изучить структуру металла во время лазерной сварки.
    597
  • 22/07/2019

    Спиновые технологии будут развивать в Новосибирске

    Главный научный сотрудник Международного томографического центра СО РАН доктор физико-математических наук Александра Вадимовна Юрковская получила награду Фонда Александра фон Гумбольдта (Германия) за инициативный проект «Перспективные спиновые технологии» (Emerging spin technology), призванный привлечь молодых ученых к работе в этой области.
    645
  • 14/03/2019

    Как реализовать возможности российского рынка многокомпонентных материалов

    ​Недавняя новость о том, что из-за международных санкций российские авиастроители не смогут получать из США компоненты, необходимые для выпуска отечественного лайнера МС-21, вызвала бурное обсуждение, так или иначе связанное с проблемой преодоления зависимости от импорта.
    1045
  • 31/10/2016

    В НГУ проходит российско-японская конференция по перспективным наноматериалам

    ​Новосибирский государственный университет совместно с Институтом химии твёрдого тела и механохимии СО РАН и Университетом Тохоку проводит с 30 октября по 2 ноября 2016 года российско-японскую конференцию «Advanced Materials: Synthesis, Processing and Properties of Nanostructures», посвящённую перспективным материалам и наноструктурам.
    4359