OBRABOTKAMETALLOV Vol. 28 No. 3 2026 15 TECHNOLOGY генного воздействия ПТФЭ-матрица сжимается вокруг частиц наполнителя, усиливая механическое сцепление. Глобулярный оксид алюминия создает трехмерное блокирование с равномерным радиальным сжатием, что обеспечивает лучшее удерживание частиц и снижает их дегезию или вытягивание. Напротив, чешуйчатая слюда имеет протяженные плоские межфазные границы; дифференциальное сжатие матрицы и наполнителя концентрирует напряжение вдоль плоскостей и кромок пластин, что при длительной выдержке приводит к микропорам, межфазной дегезии, трещинам и расслоению [24]. Морфология оксида алюминия улучшает несущую способность композита при скольжении. Твердые глобулярные частицы действуют как равномерно распределенные микроопоры, снижая эффективный контакт мягкой матрицы с контртелом и подавляя адгезионное размазывание. Напротив, чешуйчатые частицы слюды создают концентрации напряжений на кромках и способствуют сдвигу вдоль межслоевых плоскостей, что инициирует микротрещины и чешуйчатое отслаивание при повторяющихся нагрузках, особенно после длительной криогенной обработки. Поведение оксида алюминия согласуется с поведением пленки переноса и частиц износа. Если пластинки слюды дегезируют, то они имеют тенденцию отсоединяться в виде чешуйчатых частиц износа, которые с большей вероятностью будут бороздить или царапать контртело, нарушая непрерывность пленки переноса и ограничивая дальнейшее снижение УИИ при длительной выдержке. Частицы оксида алюминия, будучи более равноосными, с меньшей вероятностью будут бороздить контртело и с большей вероятностью способствуют формированию стабильной и компактной пленки переноса ПТФЭ; это стабилизирует трение и обеспечивает устойчивое снижение УИИ с увеличением продолжительности криообработки. На рис. 5, б представлено влияние типа наполнителя и криогенной обработки на твердость ПТФЭ. Введение наполнителей в ПТФЭ (PU) повышает твердость: композита со слюдой (MU) – на ~14,5 %, композита с оксидом алюминия (AU) – на ~19,3 % относительно ПТФЭ без наполнителей (PU). При криогенной обработке оксид алюминия сохраняет преимущество при любой длительности выдержки: A8 на ~6,2 % выше M8, A12 на ~9 % выше M12, A16 на ~15,6 % выше M16. Это подтверждает, что глобулярная фаза оксида алюминия обеспечивает наиболее высокое и стабильное повышение твердости во всем исследованном диапазоне криогенной обработки по сравнению с чешуйчатой слюдой. Сопоставление данных по твердости и УИИ выявляет устойчивую обратную корреляцию: увеличение твердости сопровождается снижением УИИ. Для P12 зафиксирован рост твердости на ~26,2 % и снижение УИИ на ~23,6 % относительно PU; для M8 рост на ~26,6 и ~27,3 % соответственно; для A16 максимальные значения составляют ~39,1 и ~35,0 % относительно PU. Таким образом, криогенно обработанные композиты с оксидом алюминия обеспечивают наибольший прирост твердости и износостойкости, что подтверждает прямую связь между повышенной твердостью поверхности (обусловленной оптимизированной морфологией наполнителя и криогенной обработкой) и улучшенными трибологическими характеристиками. Геометрия наполнителя и длительность криогенной обработки совместно определяют износостойкость ПТФЭ-нанокомпозитов; наноразмерный оксид алюминия демонстрирует превосходную долговременную трибологическую стабильность при продолжительном криогенном воздействии. Рентгенофазовый анализ (РФА) На рис. 6, а представлены дифрактограммы ПТФЭ (PU), который имеет единую полукристаллическую фазу с типичным доминирующим рефлексом при 2θ ≈ 17,86…18,45°, индексируемым как плоскость (100) кристаллического ПТФЭ, а также несколькими дополнительными рефлексами при больших углах: ~37,0…38,0° (110) и ~40,1…40,8° (200). Необработанный образец (PU) демонстрирует два пика при 17,966° и 18,450°, что обычно обусловлено гетерогенными кристаллическими популяциями и напряжениями, вносимыми в процессе обработки. После криогенной обработки данная область становится значительно уже и имеет один интенсивный пик с центром около ~18°, что указывает на повышенную однородность упаковки цепей и релаксацию напряжений [25].
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1