ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 27 № 2 2025 220 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Введение В последние годы наблюдается растущая тенденция к замене металлов полимерами в трибологических системах. Это обусловлено рядом преимуществ, таких как самосмазывание, химическая инертность, низкая плотность и, в некоторых случаях, биосовместимость. Данный переход стимулировал активную разработку высокоэффективных и экономически привлекательных полимерных композиционных материалов. Политетрафторэтилен (ПТФЭ) занимает лидирующие позиции среди полимерных материалов, востребованных в горнодобывающей, автомобильной, аэрокосмической, электротехнической и электронной промышленности [1]. Благодаря уникальному сочетанию свойств, включая низкий коэффициент трения, исключительную химическую инертность, высокую термическую стабильность и антипригарные свойства, ПТФЭ эффективно снижает трение и износ, формируя тонкую переносную пленку на контактирующей поверхности. Это свойство в совокупности с термической и химической стабильностью делает ПТФЭ перспективным материалом для широкого спектра промышленных применений, требующих повышенной износостойкости [2]. Тем не менее эксплуатационные характеристики чистого ПТФЭ зачастую оказываются недостаточными для ряда трибологических задач. С целью улучшения механических и трибологических свойств исследователи активно изучают модификацию ПТФЭ путем введения различных наполнителей. Традиционно применяются такие наполнители, как углеродные материалы, стекловолокно, графит, бронза, дисульфид молибдена (MoS2), оксид алюминия, полиэфирэфиркетон (ПЭЭК) и нитевидный титанат калия (PTW) [3]. В последнее время растет интерес к перспективным наполнителям, таким как полифениленоксид, полиэфирсульфон и полипарафенилен-терефталамидные (PPDT) волокна, и изучаются их потенциальные преимущества в модификации трибологических свойств ПТФЭ [4]. Углеродные наполнители получили широкое распространение благодаря способности значительно повышать износостойкость, прочность на растяжение, ударную вязкость и твердость полимерной матрицы [3]. Оптимальное улучшение свойств ПТФЭ достигается при введении углерода в концентрации от 15 до 30 % по объему [4]. Модификация ПТФЭ углеродом расширяет возможности его применения в условиях высоких нагрузок и температур. Аналогично введение стекловолокна в ПТФЭ приводит к повышению твердости, прочности на растяжение, допустимой нагрузки и износостойкости [5]. Композиты на основе ПТФЭ, армированные стекловолокном, демонстрируют повышенную устойчивость к деформации и стабильность размеров при высоких нагрузках и температурах [6], что обеспечивает их эффективное применение в качестве подшипников, уплотнений, прокладок и направляющих [7]. Добавление бронзы в концентрации от 40 до 60 % по объему также способствует повышению допустимой нагрузки, термической стабильности и износостойкости ПТФЭ [8]. Исследования показывают, что модификация ПТФЭ бронзой обеспечивает стабильность фрикционных характеристик и увеличивает срок службы компонентов, используемых в уплотнениях, подшипниках и втулках [9, 10]. Дальнейшее улучшение характеристик композита достигается при добавлении дисульфида молибдена (MoS2) в концентрации 5 % по объему, что делает такой композит перспективным для применения в автомобильной промышленности [11–13]. Известно, что трибологические характеристики полимерных композитов в значительной степени зависят от ряда эксплуатационных параметров, включая нормальную нагрузку, площадь контакта, скорость скольжения, топографию контртела и температуру [14–18]. Перечисленные параметры оказывают влияние на формирование на контртеле стабильной пленки переноса, что способствует снижению интенсивности взаимодействия контактирующих поверхностей и, как следствие, уменьшению износа [19]. Вместе с тем некоторые параметры, такие как температура и нагрузка, могут инициировать деградацию полимерной матрицы и таким образом оказывать негативное влияние на трибологическое поведение композита в определенных условиях эксплуатации. Следовательно, тщательное изучение и оптимизация данных параметров представляются необходимыми для достижения максимальных эксплуатационных характеристик композиционного материала [20]. Кроме
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1