Трибоэлектрохимия эффекта безызносности

Трибоэлектрохимия эффекта безызносности

Автор: Бурлакова, Виктория Эдуардовна

Шифр специальности: 05.02.04

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2006

Место защиты: Ростов-на-Дону

Количество страниц: 355 с. ил. Прил. (375 с.: ил.)

Артикул: 3310065

Автор: Бурлакова, Виктория Эдуардовна

Стоимость: 250 руб.

Трибоэлектрохимия эффекта безызносности  Трибоэлектрохимия эффекта безызносности 

ОГЛАВЛЕНИЕ ВВЕДЕНИЕ.
Глава I. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ
МЕТОДОВ ПРИ ИЗУЧЕНИИ ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ.
1.1. Связь триботехнических и электрохимических характеристик
фрикционного контакта.
1.1.1. Трение, износ и электричество. .
1.1.2. Электрические явления в процессах трения
1.1.3. Взаимосвязь коэффициента трения и электродного потенциала
1.1.4. Электрокапиллярный эффект при трении и износе.
1.1.5. Работа выхода электрона в анализе процессов трения н
изнашивания .
1Л .6. Связь интенсивности изнашивания и работы выхода
электрона.
1.1.7. Связь интенсивности изнашивания и стационарного
потенциала трения .
1.2. Изучение механизма трения.
1.2.1. Методы исследования кинетики электродных процессов при
трении
1.2.2. Изучение механизма формирования вторичных структур.
1 Использование ускоренных электрохимических методов для
определения коррозионной устойчивости материалов пар трения в различных условиях.
1.2.3Л. Изучение процессов коррозионномеханического
изнашивания.
1.2.3.2. Изучение ИП электрохимическими методами
1.2.4. Влияние внешних условий на электрохимические параметры
фрикционного контакта
1.3. Использование электрохимических методов для повышения
износостойкости металлов трибосопряжения.
1.3.1. Поляризация узла трения
1.3.2. Электрохимическая защита
1.3.3. Применение защитных покрытий.
1.3.4. Использование ингибиторов коррозии и различных
антифрикционных присадок
Глава 2. КВАНТОВОХИМИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ДВОЙНОГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СЛОЯ НА ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ.
2.1. Основные направления изучения поверхностных явлений
2.2. Выбор расчетного метода при изучении адсорбции на
поверхности металла
2.3. Квантовохимическое обоснование трибокоординации при
трении в условиях избирательного переноса
2.4. Квантовохимическое моделирование взаимодействия
спиртов с ювенильной поверхностью меди
2.5. Квантовохимическое моделирование взаимодействия
спиртов с продуктами трибоокисления меди.
2.5.1. Сольватированные ионы меди I
2.5.2. Сольватированные ионы меди П.
2.6. Квантовохимическое моделирование процессов
взаимодействия глицерина с медью при трении в условиях эффекта безызносности
2.7. Моделирование нанокластеров металлов.
2.8. Моделирование адсорбции простейших молекул на малых
кластерах металлов. .
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОСВЯЗИ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИХ И ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ФРИКЦИОННОГО КОНТАКТА
Электрохимические особенности реализации избирательного
переноса
Влияние соотношения глицеринвода на электрохимические
свойства металлов трибосопряжения
Закономерности анодного растворения металлов в спиртовых
средах в статических условиях
Коррозия металлов трибосопряжения в водноспиртовых
средах.
Кинетика ионизации сплавов в статических условиях
Экспериментальные доказательства взаимосвязи триботехнических и электрохимических характеристик
фрикционного контакта.
Изменения электродного потенциала в ходе эволюции
трибосистемы латуньглицеринсталь.
Электрохимическое поведение систем бронзаглицеринсталь и ниобийглицсринстапь в статических условиях Трибоэлектрохимическое поведение систем ниобий
глицеринсталь и бронзаглицеринсталь
Исследование трибоэлектричества в системах бронза
глицерин сталь и стальглицеринниобий.
Особенности формирования сервовитной пленки в водноспиртовых средах.
Элементный и функциональный состав серфингпленки при
трении в режиме безызиосности. .
Изучение кинетики формирования защитных структур в
процессе фрикционного взаимодействия металлов
Формирование оксидных нленок при трении металлов в
газовой и жидкой средах .
З.2.2.2. Особенности трибопассивации в системах титанглицерин
титан и латуньппицеринтитан
3.3. Корреляционный анализ модельных смазочных сред и
триботехнических свойств пары трения стальсталь
3.3.1. Влияние реакционной способности смазочной среды на
триботехнические характеристики фрикционного контакта.
Глава 4. ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ И ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ
ПРОЯВЛЕНИЯ САМООРГАНИЗАЦИИ В РАЗЛИЧНЫХ УЗЛАХ И РЕЖИМАХ ТРЕНИЯ
4.1. Трибологические проявления самоорганизации
4.1.1. Самоорганизация вусловиях гидродинамического трения
4.1.2. Трибологические проявления самоорганизации в условиях
граничного трения.
4.1.2.1. Трибологические проявления самоорганизации при трении
металлов в водноспиртовых средах
4.1.2.2. Тепловой баланс и стационарные состояния в трибосистемах с
граничным трением.
4.1.3. Проявление самоорганизации вусловиях избирательного
переноса
4.1.3.1. Проявление самоорганизации в паре трения бронза сталь при
смазке дисперсией наноразмерной меди в водноглицериновой смеси.
4.2. Физикохимические проявления самоорганизации при трении
4.3. Трибоэлектрохимический мониторинг .
4.3.1. Вольтамперометрия фрикционного контакта и
триботехиическая эффективность смазочных материалов
4.3.2. Трибоэлектрохимический мониторинг режимов трения
Глава 5. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЛАНОРАЗМЕРНЫХ КЛАСТЕРОВ
МЕТАЛЛОВ ДЛЯ УЛУЧШЕНИЯ
ТРИБОТЕХНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СМАЗОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ.
5.1. Классификация нанокластеро в и нанокластерных структур
. Смазочные материалы с наномодификаторами.
5.3. Молекулярные механизмы формирования сервовитной пленки при реализации безызносного трения
Глава 6. ТРИБОЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ
МЕХАНИЗМА САМООРГАНИЗАЦИИ ПРИ ТРЕНИИ НА
ПРИМЕРЕ ЭФФЕКТА БЕЗЫЗНОСНОСТИ.
Глава 7. РАЗРАБОТКА СОТС С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ В КАЧЕСТВЕ АКТИВНЫХ КОМПОНЕНТОВ ДВУХАТОМНЫХ СПИРТОВ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАБОТЕ
вс вторичные структуры
дэс двойной электрический слой
Егор потенциал коррозии
Ер критический потенциал пассивации
Ест стационарный электродный потенциал
Енп потенциал начала пассивации
Е электродный потенциал
ИП избирательный перенос
КМИ коррозионномеханическое изнашивание
КРП контактная разность потенциалов
пкз потенциал нулевого заряда
ППЭ поверхность потенциальной энергии
СМ смазочный материал
СОЖ смазочноохлаждающая жидкость
ТХР трибохимическая реакция
эдс электродвижущая сила
н усредненная толщина смазочной прослойки между трущимися поверхностями
я углеводородный радикал
Б фактическая площадь контакта
Р нормальная нагрузка
V скорость относительного скольжения
т температура
РУ работа трения, равная произведению нормальной нагрузки и скорости относительного скольжения
тмт торцевая машина трения
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время, несмотря на значительный прогресс в науке о трении и износе, вопросы повышения износостойкости и уменьшения потерь на трение остаются во многом нерешенными. Это связано с невозможностью одновременного многопараметрического анализа комплекса непрерывно изменяющихся во времени и пространстве механических и физикохимических явлений и процессов в контактной зоне. Поэтому в трибологической системе приходится оперировать небольшим набором информативных переменных, которые часто не позволяют дать удовлетворительную оценку текущего состояния трибосистемы и прогнозировать ее ресурс.
Недостаточная изученность проблем износа деталей машин является одной из главных причин досрочного снятия их с эксплуатации, а затраты на ремонт и техническое обслуживание подвижных сопряжений машин, механизмов и приборов, как известно, в несколько раз превышают их первоначальную стоимость . В связи с этим .создание базисных самоорганизующихся трибосистем и на их основе решение актуальной технической задачи кардинальное повышение ресурса трибосопряжений и машин в целом является одной из наиболее важных научных проблем для трибологии XXI века 6.
Одним из направлений решения этой проблемы следует признать конструирование современных антифрикционных и смазочных материалов, изучение влияния химического строения и физикохимических свойств их компонентов на эксплуатационные характеристики. В первую очередь это относится к самоорганизующимся трибосистемам, состав смазочной среды и внешние условия функционирования в которых предопределяют молекулярные механизмы самоорганизации при трении, обусловленные трибохимическими реакциями.
Большинство известных подходов к объяснению кинетики и механизмов трибохимических превращений практически не используют теоретического и экспериментального аппарата современной электрохимии, хотя ii очевидно, что при трении металлов в растворах и при формировании граничных слоев в условиях самоорганизации, в частности в режиме безызносности роль электрохимических процессов и явлений становится ведущей, и эту особенность необходимо учитывать в соответствующих теоретических моделях.
Анализ протекающих на поверхности трения электрохимических процессов позволяет определить влияние электрохимических эффектов на трение и износ металлов и уточнить молекулярные механизмы самоорганизации, обосновать принципы химического конструирования новых смазочных материалов, создать базу для внедрения в триботехническую практику современных методов трибологических исследований и контроля процесса трения, целенаправленно изучать влияние внешних факторов на поведение реальных трибосистем и использовать эти результаты в практике эксплуатации технических систем.
Актуальность


Исследование трибокоординации полидентатных донорных молекул этиленгликоля и глицерина, в которых проявляется конкурентная координация при образовании связей М0 за счет возможности фиксации таких молекул поверхностью трения как донорноакцепторными связями по разным атомам кислорода, так и ковалентными связями с участием в образующихся в последнем случае металлхелатных циклах двух или даже трех атомов кислорода, показывает энергетическую возможность реализации на поверхности широкого круга стереохимических структур, число которых быстро возрастает при переходе к глицерину, что находит свое отражение в структуре и свойствах возникающих на поверхности зрения граничных слоев. В случае глицерина, представляющего наибольший интерес при обсуждении трибокоординации в самоорганизующихся трибосистемах, результаты квантовохимических расчетов свидетельствуют о предпочтительной и по кинетическому, и по термодинамическому контролях реакций координации по концевым атомам кислорода. М с двумя ковалентными и двумя донорноакцепторными связями, а с другой стороны, соединенного связью металлметалл с объемом трущегося металлического образца. Результаты расчетов комплексов электронейтральных атомов меди состава Си0 где , СН2 с использованием программного пакета Приложение 2 показывают, что в обоих комплексах реализуется небольшой перенос заряда на атом меди с молекулы сольвента по схеме Си , причем при переходе от к как и следовало ожидать, указанный электронный перенос несколько возрастает. Энергия стабилизации комплекса при таком переходе также увеличивается от 4,4 ккалмоль для до 5,0 ккалмоль для табл. По данным расчетов дисольватных комплексов состава 2, где Я и СНз, на ППЭ системы Си2Н стабилизируются две изомерные структуры, представленные на рис. Структура 2. НуО Н. СиН. Энергия стабилизации такого комплекса и направление переноса электронов слабо отличается от ранее полученных для простейшей системы СиН табл. В то же время, существенно более глубокому минимуму на ППЭ соответствует структура 2. В случае диметанольного комплекса Си2СН2ОН, как и ранее, обнаружено увеличение отрицательного заряда на атоме меди вследствие эффекта двух метальных радикалов. Си2СНзОН при этом существенно возрастает. Таблица 2. Полные энергии Е а. Сг. Рис. Рассчитанные геометрические характеристики комплексов меди СиКОНп К Н, СН3 п1Д. По данным квантовохимических расчетов при адсорбции метанола на поверхности медного сплава могут образовываться два комплекса 1 и 2 рис. Энергия комштексообразования рассчитывалась как разность полной энергии комплекса и суммарной полной энергии отдельных его составляющих. Отрицательная величина энергии комплексообразования соответствует стабилизации системы, положительная дестабилизации. Появление второго донорного центра в молекуле этиленгликоля в случае сольватации атома меди одной молекулой этиленгликоля приводит к стабилизации структуры 3 рис. Рис. Рис. Рассчитанные геометрические характеристики комплексов меди Си КОИп К1 СН2ОНСН2 п1,2. Си0 рис. Таким образом, можно предположить, что существенной стабилизации системы способствует увеличение числа водородных связей между молекулами спирта. Этот вывод был подтвержден нами расчетами комплексов Си0 с четырьмя молекулами воды рис. Таблица 2. Полные энергии Е а. Оказывается, что на ППЭ стабилизируется конфигурация системы Си4И, в которой атом меди участвует в образовании циклической системы связей, реализуя как донорноакцегггорное СиО, так и агостатическое СиН взаимодействия рис. Рис. Комплекс Си0 как с одной молекулой глицерина, так и с двумя по структуре аналогичен комплексам этиленгликоля, т. Рис. Си КОНп К СН2ОНСНОНСН2 п 1,2. Хемосорбционный центр комплекс Си0 с одной молекулой глицерина стабилизируется в трех практически изоэнсргетичных изомерных формах рис. При увеличении количества координируемых молекул происходит их стабилизация и упорядочение между собой водородной связью 4,5,7, причем, наиболее энергетически выгодной, но нестабильной является структура 6 с четырьмя связями Си0. Стабилизация малых кластеров меди в условиях эффекта безызносности происходит, в основном, за счет образования более устойчивых при хемосорбции частиц на наноразмерных частицах меди комплексов, содержащих максимальное число связей между молекулами спирта и минимальное число донорноакцепторных взаимодействий СиО табл.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.255, запросов: 243