Вечная смазка
Сентябрь 4th, 2007
Только в сказке могут остаться скрипучие двери благодаря разработке московских ученых. При поддержке двух фондов - РФФИ и Фонда содействия МП НТС химики придумали способ, позволяющий наносить слой несмываемой и нестираемой смазки на изделия любой, даже самой сложной формы.
В мире будущего, созданном молодыми еще Стругацкими, с его звездолетами и прогулками на неизведанные планеты, забавно перепутались идиомы банный и осиновый лист - их смысл и "структурального лингвиста" повергал в недоумение. От бани с вениками человек, похоже, и в следующем веке не откажется, а вот прямой смысл поговорки "не подмажешь - не поедешь" может стать анахронизмом уже в самое ближайшее время. При поддержке двух фондов - РФФИ и Фонда содействия МП НТС российские ученые придумали способ, с помощью которого можно наносить слой несмываемой и нестираемой смазки на изделия любой, даже самой сложной формы.
Сделать "вечную" смазку специалисты автомобильных и прочих корпораций пытаются уже не один десяток лет. Очень уж заманчиво избавиться раз и навсегда от необходимости регулярно удалять остатки старой смазки и наносить новую, бесконечно тратя на это время и средства. Кроме того, обычные смазка часто просто не годится - например, при работе в вакууме или в агрессивных средах. Отсюда и многочисленные попытки сделать так называемые трибопокрытия - проще говоря, тонкий и прочный слой вещества, которое позволило бы уменьшить трение и продлить жизнь детали.
В идеале такие покрытия можно было бы наносить на изделие сразу после того, как его сделали, и на весь срок службы. Но вот проблема - пока их удается наносить на плоские поверхности и только весьма сложными и дорогими методами - например, плазмотронным напылением в вакууме. Понятно, что для массового производства этот метод во-первых, дорог, а во-вторых, большинство деталей нуждается в смазке не только снаружи, но и изнутри, в полостях подчас весьма сложной формы.
Вплотную приблизились к решению этой проблемы московские ученые из Института общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН. Чтобы уменьшить трение деталей друг о друга, химики преложили покрывать их слоем меди, в которой, как в матрице, равномерно распределены тончайшие слои дисульфида молибдена. И самое главное - вместе с коллегами из МП "Спецхимстрой" они придумали технологию, которая позволит покрывать этой практически вечной смазкой металлические изделия любой, даже самой сложной формы.
Дисульфид молибдена давно привлекает огромный интерес ученых, изучающих трение и по мере сил пытающихся его уменьшить. Дело в том, что по структуре этот минерал очень похож на графита. Под действием трения его слои как чешуйки сползают друг с друга и располагаются строго вдоль действующей на них силы. Дальше трение происходит, образно говоря, "по шерстке" - по плоским и гладким вкраплениям минерала деталь скользит как по маслу. Только в отличие от графита это вещество выдерживает довольно высокие температуры - вплоть до 400ºС.
"Медь в данном случае играет двоякую роль,- рассказывает один из участников проекта кандидат химических наук Юрий Политов. Первое - это матрица для формирования композитного материала медь-дисульфид молибдена. А второе - при трении в этом месте образуется так называемое соединение внедрения меди в дисульфид молибдена. По нашим данным оно работает даже лучше чем чистый дисульфид молибдена".
Наносить такое покрытия авторы предлагают электролитически - приблизительно так же, как, например, оцинковывают железо. Деталь подсоединяют к электроду и погружают в раствор электролита. Под действием тока ингредиенты будущего покрытия выделяются из раствора на поверхность детали, а состав и толщину покрытия можно регулировать, меняя состав раствора и условия осаждения.
Полученные покрытия авторы подробно исследовали. Оказалось, что впервые в состав покрытия удалось ввести более 50% дисульфида - это в пять раз больше, чем известными прежде методами. Его частицы размером в доли микрона распределены в матрице очень равномерно. Более того, состав покрытия можно регулировать так, чтобы нижний слой у него был обогащен медью, а верхний - дисульфидом молибдена.
Вместе с коллегами из МП "Спецхимстром" ученые спроектировали и установку, на которой уже получили первые опытные образцы - детали, покрытые "вечной смазкой". Впереди - испытания на одном из машиностроительных заводов.
Рубрики: Нанотехнологии, Смазки