Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов
Основан в 2009 году


Влияние нанодисперсной фазы магнитных масел на их смазочные свойства

А.Н. Болотов, О.О. Новикова

ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.XXX

Оригинальная статья

Аннотация: Работа посвящена изучению процессов, протекающих в граничном смазочном слое, в которых нанодисперсные магнитные частицы играют определяющую или значительную роль. Исследовалось трение между металлическими поверхностями смазанными маслами с различной концентрацией магнитной нанодисперсной фазы. Дисперсионная среда магнитных масел состояла из жидкостей с различными физико-химическими свойствами: диоктилсебацината, триэтаноламина, полиэтилсилоксана. Было показано, что интенсивность изнашивания поверхностей с твердостью выше, чем у наночастиц монотонно возрастает по мере увеличения концентрации частиц, а износ носит абразивный характер. Интенсивность изнашивания более мягких материалов проходит через минимум при концентрации частиц около 2 об.%. Магнитная сепарация крупных агломератов в масле позволяет на некоторое время уменьшить абразивный износ, пока они не образуются снова в условиях трения. Выявить закономерности влияния нанодисперсных частиц на силу трения не удалось, вероятно оно несущественное. Рассмотрено несколько примеров косвенного влияния нанодисперсных частиц на граничное трение. Во всех примерах определяющую роль играет огромная по площади активная поверхность частиц в единице объема масла. Например, в условиях трения может активно образовываться атомарный водород при химическом взаимодействии жирных кислот с поверхностью. Атомарный водород аккумулируется в подповерхностных порах, молизуется там. Повышенное давление в порах, создаваемое молекулами водорода, приводит к увеличению износа по механизму отслаивания. Представляют научный интерес установленные закономерности влияния нанодисперсных частиц на скорость формирования граничного смазочного слоя и коррозионный износ поверхностей, вызванный поверхностно-активными присадками в магнитном масле.

Ключевые слова: нанодисперсные частицы, магнитное масло, смазка, трение, износ

  • Болотов Александр Николаевич – д.т.н., профессор, заведующий кафедрой прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»
  • Новикова Ольга Олеговна – к.т.н., доцент, доцент кафедры прикладной физики, ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»

Ссылка на статью:

Болотов, А.Н. Влияние нанодисперсной фазы магнитных масел на их смазочные свойства / А.Н. Болотов, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — Тверь: Твер. гос. ун-т, 2022. — Вып. 14. — С. ___-___. DOI: 10.26456/pcascnn/2022.14.XXX.

Полный текст: загрузить PDF файл

Библиографический список:

1. Kole, M. Engineering applications of ferrofluids: A review / M. Kole, S. Khandekar // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2021. –V. 537. – Art. № 168222. –21 p. DOI: 10.1016/j.jmmm.2021.168222.
2. Uhlmann, E. Application of magnetic fluids in tribotechnical systems / E. Uhlmann, G. Spur, N. Bayat, R. Patzwald // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. – 2002. – V. 252. – Р. 336-340. DOI: 10.1016/S0304-8853(02)00724-2.
3. Li-jun, W. Tribological properties of Mn-Zn-Fe magnetic fluids under magnetic field / W. Li-jun, G. Chu-wen, Y. Ryuichiro, W. Yue // Tribology International. – 2009. – V.42. – I. 6. – P. 792-797. DOI: 10.1016/j.triboint.2008.10.009.
4. Болотов, А.Н. Магнитные силоксановые наножидкости адаптированные для условий граничного трения / А.Н. Болотов, О.О. Новикова, В.В. Новиков // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2020. – Вып. 12. – С. 546-556. DOI: 10.26456/pcascnn/2020.12.546.
5. Болотов, А.Н. Смазочные свойства магнитных наножидкостей на основе эфиров карбоновых кислот / А.Н. Болотов, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 555-563. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.555.
6. Кащеев, В.Н. Абразивное разрушение твердых тел / В.Н. Кащеев. – М.: Наука, 1970. – 247 с.
7. Шейнман, Е.Л. Абразивный износ. Обзор американской печати / Е.Л. Шейнман // Трение и износ. – 2005. – Т. 26. – № 1. – С. 100-111.
8. Медведева, В.В. Оценка влияния размера частиц и концентрации порошков горных пород на противоизносные свойства жидких смазочных композиций / В.В. Медведева, М.А. Скотникова, А.Д. Бреки и др. // Известия Тульского государственного университета. Технические науки. – 2015. – Вып. 11. – Часть 1. – С. 57-65.
9. Фукс, И.Г. Добавки к пластичным смазкам / И.Г. Фукс. – М.: Химия, 1982. – 248 с.
10. Joly-Pottuz, L. Anti-wear and friction reducing mechanisms of carbon nano-onions as lubricant additives / L. Joly-Pottuz, B. Vacher, N. Ohmae, J.M., Martin, T. Epicier // Tribology Letters. – 2008. – V. 30. – I. 1. – P. 69-80. DOI: 10.1007/s11249-008-9316-3.
11. Huang, H.D. An investigation on tribological properties of graphite nanosheets as oil additive / H.D. Huang, J.P. Tu, L.P. Gan, C.Z. Li // Wear. – 2006. – V. 261. – I. 2. – P. 140-144. DOI: 10.1016/j.wear.2005.09.010.
12. Zou, T. Preparation and tribological properties of inorganic fullerene-like MoS2 / T. Zou, J. Tu, H. Huang et al. // Advanced Engineering Materials. – 2006. – V. 8. – I. 4. – P. 289-293. DOI: 10.1002/adem.200500218.
13. Huang, H.D. Friction and wear properties of IF- MoS2 as additive in paraffin oil / H.D. Huang, J.P. Tu, T.Z. Zou et al. // Tribology Letters. – 2005. – V. 20. – I. 3-4. – P. 247-250. DOI: 10.1007/s11249-005-8552-z.
14. Wu, Y.Y. Experimental analysis of tribological properties of lubricating oils with nanoparticle additives / Y.Y. Wu, W.C. Tsui, T.C. Liu // Wear. – 2007. – V. 262. – I. 7-8. – P. 819-825. DOI: 10.1016/j.wear.2006.08.021.
15. Дамдинов Б.Б. Влияние добавок мелкодисперсных частиц металлов на характеристики смазочных материалов / Б.Б. Дамдинов, Ч.М. Митыпов // Вестник Бурятского государственного университета. Химия. Физика. – 2021. – № 1. – С. 28-42. DOI: 10.18101/2306-2363-2021-1-28-42.
16. Орлов, Д.В. Магнитные жидкости в машиностроении / Д.В. Орлов, Ю.О. Михалев, Н.К. Мышкин. – М.: Машиностроение, 1993. – 272 с.
17. Курапов, П.А. Магнитные жидкости в качестве смазочных материалов / П.А. Курапов // Трение и износ. – 1994. – Т. 15. – № 5. – С. 849-855.
18. Бреки, А.Д. Влияние магнитных наночастиц Fe3O4 на трение и износ стали 10X17H13M2T в режиме верчения в среде смазочного масла / А.Д. Бреки, И.А. Тюрикова, А.А. Шатульский, А.Е. Гвоздев, С.Н. Кутепов // Вестник Рыбинской государственной авиационной технологической академии им. П.А. Соловьева. – 2018. – №. 4. – С. 103-111.
19. Huang, W. Study on the synthesis and tribological property of Fe3O4 based magnetic fluids / W. Huang, X. Wang, G. Ma, C. Shen // Tribology Letters. – 2009. – V. 33. – I. 3. – P. 187-192. DOI: 10.1007/s11249-008-9407-1.
20. Байбуртский, Ф.С. Магнитные жидкости: способы получения и области применения. – Режим доступа: www.url: http://magneticliquid.narod.ru/autority/008.htm. – 18.06.2019.
21 Bolotov, A.N. Studying tribotechnical properties of nanostructured lubricating oils with various dispersive media / A.N. Bolotov, V.V. Novikov, O.O. Novikova // Journal of Friction and Wear. – 2017. – V. 38. – I. 2. – P. 121-125. DOI: 10.3103/S1068366617020040.
22. Болотов, А.Н. Приборное и методическое обеспечение нестандартных исследований магнитных нанодисперсных смазочных масел / А.Н. Болотов, В.В. Новиков, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2017. – Вып. 9. – С. 108-113. DOI: 10.26456/pcascnn/2017.9.108.
23. Гуреев, А.А. Химмотология / А.А. Гуреев, И.Г. Фукс, В.Л. Лашхи. – М.: Химия, 1986. – 368 с.
24. Гаркунов, Д.Н. Триботехника / Д.Н. Гаркунов, Э.Л. Мельников, В.С. Гаврилюк. – М.: Изд-во КНОРУС, 2017. – 408 с..
25. Bolotov, A.N. Role of magnetic field in friction of surfaces lubricated by magnetic oil / A.N. Bolotov, N.V. Lochagin, Yu.O. Mikhalev // Soviet Journal of Friction and Wear. – 1988. – V. 9. – № 5. – P. 80-86.

Содержание |