Наноразмерный эффект изменение шероховатости поверхности магнитострикционной природы
А.Н. Болотов, О.О. Новикова
ФГБОУ ВО «Тверской государственный технический университет»
DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.670
Оригинальная статья
Аннотация: В работе проведены исследования изменения топографии поверхности детали из магнитострикционного магнитопласта под воздействием магнитного поля. Теоретический анализ показал, что в композиционных материалах при использовании магнитострикционных частиц дисперсностью 10-4 ÷ 10-6 м изменение параметров шероховатости поверхности возможно в диапазоне 10-7 ÷ 10-9 м в зависимости от магнитострикционных констант наполнителя. Экспериментально определены локальные изменения топографии поверхности магнитопласта в магнитном поле напряженностью около 560 кА/м, и проведена оценка интегральных изменений, характеризующих поверхность в целом. Для эксперимента выбран композиционный материал, содержащий порошок материала TeFe2, имеющего уникально высокую линейную магнитострикцию (λs = 2‧103). Установлено, что эффект изменения наношероховатости поверхности проявляется особенно существенно для относительно гладких поверхностей и зависит от состава, концентрации, размеров и ориентации микродисперсного магнитного наполнителя. Для изучаемых поверхностей магнитопластов, изменение высотных параметров шероховатости превышает 5%. В абсолютных значениях изменение топографии поверхности составляет десятки нанометров. В прецизионном машиностроении обнаруженный эффект можно использовать для управления фрикционными характеристиками, в частности для бесконтактного изменения силы трения, регулирования поступления малых доз различных химически активных газов, изменения динамики процессов смачивания твердых поверхностей.
Ключевые слова: магнитострикция, магнитопласт, магнитное поле, топография поверхности, шероховатость поверхности, композиционный материал
- 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. Наноразмерный эффект изменение шероховатости поверхности магнитострикционной природы / А.Н. Болотов, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. — 2023. — Вып. 15. — С. 670-678. DOI: 10.26456/pcascnn/2023.15.670.
Полный текст: загрузить PDF файл
Библиографический список:
1. Постников, С.Н. Электрические явления при трении и резании / С.Н. Постников. – Горький: ВолгоВятское книжное издательство, 1975. – 280 с.
2. Барон, Ю.М. Магнитно-абразивная и магнитная обработка изделий и режущих инструментов / Ю.М. Барон. – Л.: Машиностроение, 1986. – 176 с.
3. Bolotov, A.N. The influence of a magnetic field on skin effects lubricated by magnetic lubricants / A.N. Bolotov, V.V. Novikov, O.O. Novikova // Materials Science Forum. – 2020. – V. 989. – P. 97-102. DOI: 10.4028/www.scientific.net/MSF.989.97.
4. Делюсто, Л.Г. Основы прокатки металлов в постоянных магнитных полях / Л.Г. Делюсто. – М.: Машиностроение, 2005. – 272 с.
5. Zhang, Q. Effect of magnetic field on the tribological behaviors of Fe3O4@MoS2 as polyalphaolefin additive in the steel/steel friction interface / Q. Zhang, H. Song, B. Wu et al. // Wear. – 2021. – V. 466-467. – Art. № 203586. – 13 p. DOI: 10.1016/j.wear.2020.203586.
6. Болотов, А.Н. Механизм фрикционного разрушения поверхностей в магнитном поле / А.Н. Болотов // Вестник Тверского государственного технического университета. Серия: Технические науки. – 2020. – № 2(6). – С. 14-20.
7. Bolotov, A.N. Adhesive wear in a magnetic field / A.N. Bolotov, O.O. Novikova, V.V. Novikov // Materials Today: Proceedings. – 2021. – V. 38. – Part 4. – P. 1413-1415. DOI: 10.1016/j.matpr.2020.08.116.
8. Болотов, А.Н. Магнитные свойства магнитных нанодисперсных смазочных масел / А.Н. Болотов, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2019. – Вып. 11. – С. 564-573. DOI: 10.26456/pcascnn/2019.11.564.
9. Болотов, А.Н. Влияние магнитного поля на структуру и смазочные свойства наноструктурного магнитного масла / А.Н. Болотов, Г.Б. Бурдо, В.В. Новиков, О.О. Новикова // Физико-химические аспекты изучения кластеров, наноструктур и наноматериалов. – 2015. – Вып. 7. – С. 137-141.
10. Белов, К.П. Магнитострикционные явления и их технические приложения / К.П. Белов. – М.: Наука, 1987. – 160 с.
11. Демкин, Н.Б. Качество поверхности и контакт деталей машин / Н.Б. Демкин, Э.В. Рыжов. – М.: Машиностроение, 1981. – 244 с.
12. Кондаков, Л.А. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.В. Гордеев и др.; под. общ. ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1994. – 445 с.