Исследователи Донского государственного технического университета (ДГТУ) ищут способы повысить стойкость к износу режущей кромки рабочего инструмента. В ходе работы им удалось найти связь между коэффициентом трения и свойствами микрочастиц в нитридных покрытиях. Соответствующее исследование опубликовано в журнале Nanomaterials.
Для изменения свойств поверхности на материал наносят нанопокрытия, состоящие из нитридов переходных металлов. Одним из наиболее часто наносимых с такой целью веществ является нитрид хрома (CrN). Покрытые им инструменты хорошо защищены от ржавчины, а материал прекрасно держится на поверхности изделия. Недостаток такого покрытия – дефицит твердости и износостойкости.
Ученые ДГТУ в составе группы, управляемой Институтом тепло- и массообмена им. А. В. Лыкова Национальной академии наук Белоруссии (ИТМО НАН Белоруссии), провели работу над совершенствованием нанопокрытия. С этой целью в его состав вводят хром и неметаллы.
Внесение третьего элемента меняет параметры кристаллической решетки нитритов, что отражается на трении. Размер и высота частиц покрытия изменяются, что приводит к уменьшению площади контакта режущей кромки и обрабатываемого материала. В результате исследования было выявлено, что внесение алюминия не оказывает значительного влияния на коэффициент трения, а добавление кислорода способствует снижению показателя.
«При этом высота микронеровностей с увеличением концентрации Al в AlCrN уменьшается, а для покрытий CrON наблюдается обратный эффект. Аналогичные соотношения наблюдаются для размера микрочастиц и их высоты для обоих типов покрытий», — сообщил старший научный сотрудник лаборатории функционально-градиентных и композиционных материалов ДГТУ Борис Митрин.
Авторы исследования связывают снижение коэффициента трения с изменением геометрии микрочастиц покрытия. Они утверждают, что результаты научного труда позволят впредь рассчитывать показатель трения исходя из молекулярной структуры покрытия.
Ранее LIVE24
называло простейшие способы эффективно замедлить износ шин. В частности, эксперты советуют не рвать со старта с пробуксовками.
