Нанотрибоэлектрохимические технологии при реализации эффекта безызности в водно-спиртовых средах

• Автор: Косогова, Юлия Павловна
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 164 с. : ил.

ОГ ДАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ ПЕРЕНОС В ТРИБОЛОГИЧЕСКИХ

СИСТЕМАХ С НАНОМОДИФИКАТОРАМИ

1Л. Введение

1.2. Избирательный перенос в трибологических системах

1.3. Избирательный перенос в трибологических системах с наномодифшсаторами

1.4. Общая характеристика наноразмерных частиц металлов

1.5. Критические характеристики и свойства панокластеров

1.5.1. Тепловые свойства

1.5.2. Дефекты и напряжения в наноструктурах
1.5.3. Аномалии механического поведения наноматериалов
1.6. Способы получения наноматериалов
1.6.1. Физические способы получения наноразмерных частиц
1.6.1.1. Газофазный синтез (конденсация паров)
1.6.1.2. Механосинтез
1.6.1.3. Детонационный синтез и электровзрыв
1.6.1.4. Воздействие ультразвука
1.6.1. Химические способы получения наноразмерных частиц
1.6.2.1. Восстановление из растворов
1.6.2.2. Плазмохимический синтез
1.6.2.3. Осаждение из коллоидных растворов
1.6.2.4. Синтез с использованием пространственно-ограниченных систем — нанореакторов (мицелл, капель, пленок)
1.6.2.5. Термическое разложение и восстановление
1.6.2.6. Электрохимическое катодное осаждение
1.6.2.7. Одновременное ультразвуковое и электрохимическое воздействие как модель фрикционного взаимодействия
в самоорганизующейся трибосистеме
Глава 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2Л. Объекты исследования
2Л.1. Выбор и физико-химические свойства растворителей
2Л.2. Металлы, подготовка электродов
2.2. Методики получения смазочных композиций, содержащих
наноразмерные кластеры металлов
2.2.1. Электрохимическое восстановление металлов из водноорганического раствора с использованием ультразвука
2.2.2. Трибоэлектрохимическое восстановление из водно-органических растворов полиатомных спиртов
2.3. Исследование триботехнических свойств смазочных композиций
2.3.1. Изучение триботехнических характеристик с использованием четырехшариковой машины трения
2.3.2. Изучение влияния внешних условий на коэффициент трения с использованием трибометра ТБ
2.3.3. Исследование триботехнических свойств с использованием торцевой машины трения АЕ
2.4. Спектрофотометрические исследования
2.5. Метод электронной микроскопии
2.6. ИК-спектроскопия смазочных композиций
2.7. Исследование кластерных структур метод атомно-силовой микроскопии
Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТА И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1. Исследование триботехнических свойств пары трения
бронза - сталь
3.2. Исследование триботехнических свойств пары трения
сталь-стальв растворах полиатомных спиртов и наномодифицированных металлоплакирующих смазок на их основе
3.2.1. Точечный контакт
3.2.2. Контакт площадей
3.3. Физико-химическое обоснование
нанотрибоэлектрохимических технологий
3.3.1. Спектрофотометрические исследования
3.3.2. ИК-спектроскопия смазочных композиций
3.3.3. Исследование размеров и формы кластеров
3.3.4. Исследование поверхности трения
3.3.5. Трибохимические реакции в условиях безызносного трения
3.4. Нанотрибоэлектрохимическая технология регулирования
триботехнических свойств металлоплакирующих
смазок
3.5. Производственные испытания металлоплакирующей смазки
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Результаты исследования триботехнических свойств
смазочных композиций, содержащих водные растворы спиртов
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. АСМ-изображения нанокластеров металлов, полученных при комплексной обработке 50% водных растворов спиртов... 137 ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Результаты электронной микроскопии после
трибоэлектрохимической обработки в паре трения сталь-сталь
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. АСМ-изображения нанокластеров металлов на поверхности образца, полученных после трибоэлектрохимической
обработки в паре трения сталь-сталь в растворах спиртов
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Патент «Способ получения нанокластеров металлов
и устройство для его осуществления»
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. Технический акт внедрения

1.6.2.6. Электрохимическое катодное осаждение
Процессы электрокристаллизации из растворов соответствующих солей связаны с выделением на катоде металлов или сплавов при восстановлении в ходе электролиза простых и комплексных катионов и анионов /85, 86/. Металлсодержащий осадок, образующийся на катоде в результате электрокристаллизации, в морфологическом отношении может быть как рыхлым порошком, так и плотным слоем из множества микрокристаллов. На текстуру осадков влияют многие факторы: природа металла и растворителя, природа и концентрация ионов (целевого металла и посторонних примесей), адгезионные свойства осаждаемых частиц, температура, потенциал, определяющий плотность тока, условия диффузии и др.
Механизм электродных процессов при электрохимическом осаждении весьма сложен. Катодные и анодные процессы протекают ступенчато и состоят из нескольких стадий. Природа и число стадий зависят от характера электрохимических реакций. Электролитический катодный осадок формируется в ходе протекания двух параллельных процессов: образование зародышей и их роста /87/. Величина кристаллов зависит от соотношения этих скоростей. В тех случаях, когда скорость образования новых центров кристаллизации превышает скорость роста, образуется мелкокристаллическая структура. При обратном соотношении скоростей кристаллы вырастают до крупных размеров.
В состав электролитического раствора наряду с проводящими органическими соединениями входят ПАВ, которые в данной ситуации, по-видимому, выполняют двоякую роль, а именно: наряду со стабилизацией образующихся НРЧ они, адсорбируясь на катоде, экранируют активные места его поверхности, препятствуя тем самым выделению осадка металла. Этим способом получены металлические кластеры Рс1, № и Си /88, 89/.