авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |

«МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный технический ...»

-- [ Страница 6 ] --

Для оценки интенсивности изнашивания использовано понятие энтропий ного критерия разрушения, заимствованное из теории прочности, получено вы ражение PS ФS dx 0 Jh, (8.5) Ps S* S где P[S] – производство энтропии в прилегающих к контакту микрообъемах;

P[S] – производство избыточной энтропии;

S0 начальная плотность энтро пии;

S* – критическое значение плотности энтропии;

– скорость трения;

Ф[S] – поток энтропии, рассеиваемой средой.

Приведенное выражение показывает пути снижения интенсивности изна шивания: уменьшение плотности накопленной материалом энтропии, локали зацию энергетических процессов в тонком поверхностном слое изнашиваемого материала, применение материалов с максимальным значением S0 или повыше ние этой величины различными методами (поверхностным упрочнением, леги рованием элементами с высокими энергиями активации и др.). Однако оно не отражает влияния отдельных физических и химических процессов на увеличе ние плотности накопленной энтропии и производства избыточной энтропии, которые необходимо знать для теоретической оценки долговечности или изно состойкости узла трения. Не умаляя ценности полученных результатов, необ ходимо отметить, что они не позволяют выразить общую связь внешних взаи модействий с термодинамическими и физико-химическими процессами в три босистеме, определяющими интенсивность изнашивания или долговечность различных трибосистем.

Приведенный анализ различных теорий и гипотез, концепций и подходов к описанию процессов, сопровождающих трение и изнашивание материалов (твердых тел), позволяет сделать следующие выводы.

Математические зависимости, предложенные в рамках вышеназванных теорий и гипотез, могут быть использованы только для приближенной предва рительной оценки триботехнических характеристик пары трения. Применение предлагаемых зависимостей к металлополимерным парам трения вызывает до полнительные трудности, связанные с особенностями строения и свойств по лимеров, в первую очередь вследствие широкого спектра релаксационных про цессов.

Общий недостаток математических моделей молекулярно-механической, молекулярной, атомно-молекулярной и других теорий состоит в том, что они не учитывают структурных изменений и связанных с этим изменением механиче ских, физико-химических и других свойств поверхностного слоя, влияющих на триботехнические характеристики пары трения.

В структурно-энергетической теории формально характеристики процесса связываются с характеристиками изменения структуры поверхностей трения, учитывается эмпирическим коэффициентом, поэтому предлагаемые обобщен ные энергетические критерии не могут быть использованы для теоретического прогноза долговечности трибосистемы. Приведенный анализ работ приводит к выводу о том, что наиболее перспективным является исследование и описание процессов трения и изнашивания с использованием методов и законов неравно весной термодинамики на основе структурного и термодинамического анализов физико-химических процессов в поверхностных слоях сопряженных тел. Целе сообразность такого подхода объясняется тем, что в основе современных тео рий прочности твердых тел и строения вещества лежат энергетические концеп ции;

процесс трения всегда сопровождается диссипацией энергии, при этом со вокупность происходящих физико-химических процессов, обусловливающая изменение структуры материала;

энтропии трибосистемы и ее изнашивание (разрушение), могут быть описаны с помощью законов неравновесной термо динамики и термодинамических критериев (энергетических, энтропийных) раз рушения структур. Применение термодинамического подхода к анализу про цессов трения и изнашивания является естественным обобщением фундамен тальных результатов, полученных в рамках молекулярно-механической теории и теории структурной приспосабливаемости, развитой школой Б.И.Костецкого.

Это дает возможность использовать весь арсенал знаний, накопленный при раз витии различных разделов термодинамики в рамках других наук: физики, хи мии, биофизики и др. Глубокое изучение всех аспектов существования термо динамических систем (независимо от их физической природы) позволит разра батывать адекватные модели, описывающие поведение различных трибосистем.

7.2. СТРУКТУРА И МЕХАНИЗМ ФОРМИРОВАНИЯ ПОЛИМЕРНОЙ ПЛЕНКИ ФРИКЦИОННОГО ПЕРЕНОСА И ДИССИПАТИВНЫХ ТРИБОСТРУКТУР При разработке композиционных материалов антифрикционного назначе ния в качестве добавок часто используют материалы, способные при трении формировать на сопряженной поверхности пленки переноса (графит, политет рафторэтилен, дисульфид молибдена) и обеспечивать режим самосмазывания.

К настоящему времени накоплен большой экспериментальный материал, ка сающийся различных сторон этого явления применительно к разным материа лам и условиям опыта [103, 128-134].

Вообще явление фрикционного переноса наблюдается для материалов практически любой природы (металлов, керамик, полимеров) и их сочетаний.

Влияние переноса материала может быть существенно различным. Если с од ной поверхности на другую переносятся частицы микронного размера, интен сивность изнашивания меняется незначительно. При определенных условиях на поверхность твердого материала может переносится тонкая пленка более мяг кого материала, как это имеет место, например, в паре металл–полимер. Среди промышленных полимеров лучшими антифрикционными свойствами обладает ПТФЭ. Его высокие антифрикционные свойства обычно связывают с особой структурой его молекул, низкой поверхностной энергией (слабой адгезией), а также с тем, что ПТФЭ уже в начальные моменты трения легко образует на со пряженной поверхности пленки переноса, которые и обеспечивают самосмазы вание.

Однако, что касается адгезионных свойств ПТФЭ, то на этот счет сущест вуют противоречивые мнения. В частности, в работах [135-137], на основе экс периментальных результатов, было высказано предположение, что в некоторых условиях ПТФЭ способен обеспечивать сильную адгезию к сопряженной по верхности и вызывать при нарушении контакта поверхностное разрушение ма териала контртела, перенос и т.д.

В отношении адсорбированных пленок, которые при трении, например, графита имеют большое значение, считают [137], что на поверхности ПТФЭ образование водной пленки маловероятно, поскольку его поверхностное натя жение менее поверхностного натяжения воды и смачивание в этом случае не возможно. Однако в работе [138] методом МНПВО было показано, что на по верхности ПТФЭ всегда присутствуют углеводородная пленка толщиной 40 120 нм и слой полимолекулярно-сорбированной воды толщиной 20-25нм. При чем авторы отмечают, что эти пленки прочно удерживаются поверхностью ПТФЭ и удалить их известными способами (химическими, механическими и т.д.) не удается.

Анализ экспериментальных данных таким образом показывает, что, в за висимости от складывающихся в ходе опыта условий, трение графита и ПТФЭ может идти по разным механизмам и определяется различными процессами в зоне контакта. В одних условиях реализуется граничное трение при наличии адсорбированного смазочного материала на поверхностях трения, в других – трение в условиях переноса. По-видимому, на практике такой переход имеет место в большинстве случаев. В этой связи стремление использовать процесс фрикционного переноса для управления фрикционными характеристиками уз лов трения обуславливает необходимость более детального изучения законо мерностей и механизма перехода материалов в режиме фрикционного переноса и самосмазывания и условий перехода в режим самосмазывания. С этой целью в работе [139] в процессе исследований осуществляли трение вкладышей из ПТФЭ марки Ф-4 по стальным роликам (сталь 45), твердость 48…50 HRC.

Вкладыши ПТФЭ представляли собой сектор кольца с внутренним диаметром 40 мм и шириной 10 мм. Ширина ролика составляла 10 мм, внешний диаметр – 40 мм, шероховатость поверхности Ra = 0,20,3 мкм. Испытания проводили в термокамере при температурах от комнатной до 130 С, при различных скоро стях скольжения и удельных нагрузках. Регистрировали силу трения и ее изме нения в ходе опыта. Исследование явлений тепловой динамики и фрикционно механической усталости проводили на испытательной машине СИ.

Рис. 7.2. Влияние продолжительности работы и температуры на коэффициент трения пар ПТФЭ–сталь 1 – 30 С;

2 – 60 С;

3 – 100 С;

р = 490 Н;

v = 0,25 м/с На рис. 7.2 показан характер изменения во времени коэффициента трения пары ПТФЭ – сталь. Из рисунка видно, что вначале коэффициент трения растет до некоторого значения, а затем снижается и стабилизируется. При увеличении температуры в камере увеличивается время достижения максимального значе ния коэффициента трения.

Результаты проведенных ранее исследований [103, 129, 132, 133], как от мечалось выше, свидетельствуют, что при трении ПТФЭ по стали перенос ПТФЭ обычно начинается при первых актах скольжения. Наблюдающийся в этот период рост силы трения связан, по-видимому, с процессом формирования на сопряженной поверхности оптимального перенесенного слоя. Так, при тре нии ПТФЭ по полиэтилену было обнаружено, что в начальный период времени происходит перенос ПТФЭ в виде очень малых хлопьев. Толщина перенесенно го слоя монотонно возрастает, а затем колеблется около среднего значения, за висящего от условий испытаний, особенно от нагрузки и скорости скольжения (рис. 7.3) [130].

Рис. 7.3. Кинетика толщины перенесенного слоя ПТФЭ:

P = 0,05 МПа, v = 0,35 м/с В зависимости от свойств полимера и условий трения перенесенные фраг менты могут иметь различную форму. Так, при адгезионном изнашивании мо гут наблюдаться частицы почти идеальной сферической формы, происхожде ние которых определяется, вероятно, гибкостью молекулярных цепей полиме ра, тепловым состоянием зоны контакта и другими неизвестными факторами [140].

Анализ этих результатов дает основание предполагать, что в начальные моменты фрикционное поведение пары ПТФЭ – сталь существенно определя ется релаксационными процессами в поверхностных слоях полимера и в зоне контакта. Так как перенесенная пленка ПТФЭ состоит из длинных волокон по лимера, то можно предположить, что на начальном этапе работа трения затра чивается на образование частиц переноса, вытягивание волокон, их последую щую ориентацию, агрегирование и т.д.

Кроме того, повышение температуры может существенно изменить строе ние и свойства поверхностных слоев самого ПТФЭ, поскольку уже при темпе ратуре 19-21 С в результате перехода I рода может происходить трансформа ция элементарной ячейки от триклинной к гексагональной. Молекулярные цепи смещаются в этом случае вдоль своих осей и разрушают существующую про дольную упорядоченность. Следовательно, повышение температуры затрудняет образование перенесенного слоя оптимальной толщины и структуры.

Таким образом, исследования и опыт эксплуатации металополимерных трибосопряжений показали, что удовлетворительная работа этих сопряжений возможна только при условии образования на металлическом контртеле устой чивой полимерной пленки фрикционного переноса. Установлено, что образова ние пленки фрикционного переноса происходят благодаря адгезионным связям, возникающим при контакте полимера с металлом. Изучению механизма обра зования пленок фрикционного переноса посвящено много работ, но они, как правило, носят частный характер, т. к. в них исследуются отдельные виды по лимерных или композиционных материалов. В некоторых работах отмечается, и с этим можно согласиться, что для композиционных материалов на основе ПТФЭ существует некоторая оптимальная толщина пленки, при которой исти рание полимера минимально [59]. Для композиционных материалов Ф4К15М5, Ф4С15 и Ф4К20 при нагрузке 0,4 МПа и скорости скольжения 0,5 м/с по сталь ному контртелу с шероховатостью Rа=2,5 мкм получена оптимальная толщина пленки фрикционного переноса, равная 1,0-1,5 высоты микронеровностей контртела [141]. В то же время в работе [142] экспериментально показано, что толщина пленки фрикционного переноса ПТФЭ и количество перенесенного материала не влияют на силу трения, которая снижается и стабилизируется при образовании пленки минимальной толщины (менее 0,1 мкм) на площадках фак тического контакта в начальный период трения.

С учетом изложенного в рассматриваемой проблеме описания процесса изнашивания металлополимерной трибосистемы наиболее правомерным и не обходимым, по нашему мнению, следует считать изучение условий образова ния адгезионных связей между полимером и металлом и оценку адгезионной прочности возникающего адгезионного соединения. Необходимым и достаточ ным условием образования полимерной пленки фрикционного переноса можно считать условие Wn Wk, где Wn – работа, затраченная на разрушение адгезнон ного соединения;

Wk работа когезии, характеризующая межмолекулярное взаимодействие в полимерной фазе.

Работа, затраченная на разрушение адгезионного соединения, или адгези онная прочность Wn, складывается из работы адгезии Wa (работы разрыва меж молекулярных связей, например, между металлической и полимерной фазами) и работы, затраченной на деформацию компонентов адгезионного соединения (работа деформации Wдеф) [143]: Wn Wa Wдеф.

В металлополимерной трибосистеме Wдеф представляет в основном работу деформации полимера. С ростом скорости приложения нагрузки роль деформа ции возрастает, поэтому в условиях реальных скоростей скольжения полимер ной детали по шероховатому металлическому контртелу работа деформации может значительно превышать работу адгезии.

Однако известно, что пленка фрикционного переноса полимера образуется и при малых нагрузках и скоростях скольжения. Это указывает на то, что и при малом вкладе работы деформации в адгезионную прочность работа адгезии оказывается достаточной для образования пленки фрикционного переноса и ее значение в этом процессе является определяющим. Поэтому целесообразно рассмотреть подробнее процесс образования адгезионных связей и причины, от которых зависит величина работы адгезии.

Процесс образования адгезионной связи можно разделить на две стадии.

На первой стадии происходит перемещение молекул адгезива (полимера, на пример ПТФЭ) к поверхности субстрата (в рассматриваемой системе – металл) и их определенное ориентирование в межфазном слое, в результате чего обес печивается тесный контакт между молекулами и функциональными группами полимера и металла.

Протеканию первой стадии процесса способствует повышение температу ры в зоне трения и давления в точках фактического контакта, а также переход полимера в аморфное состояние вследствие повышения температуры. Вторая стадия процесса состоит в непосредственном взаимодействии полимера и ме талла, которое может быть обусловлено различными силами от ван-дер ваальсовых до химических в зависимости от степени сближения адгезива и суб страта и их химической активности. Действие, например, ионных и ван-дер ваальсовых сил проявляется на расстояниях от 1 до 100 нм. Межмолекулярным взаимодействием контактирующих фаз завершается процесс адгезии, что соот ветствует минимальной межфазной (поверхностной) энергии.

Существует несколько теорий адгезии (со своими механизмами) наряду с рассмотренной выше молекулярной теорией. Электрическая теория связывает адгезию с возникновением двойного электрического слоя и разности электри ческих потенциалов, диффузионный механизм предусматривает взаимное про никновение молекул и атомов в поверхностные слои взаимодействующих фаз, в химическом механизме рассматривают химическое взаимодействие активных частей молекул, радикалов, ионов и т.п. Так, Д.Бакли при исследовании кон тактного взаимодействия атомночистых поверхностей вольфрама и ПТФЭ с помощью автоионного микроскопа установил наличие интенсивного адгезион ного взаимодействия, при котором молекулы ПТФЭ на поверхности твердого тела представляют собой кластеры из трех атомов. Считается, что при адгезии полимера в контакт с поверхностью металла входят атомы, расположенные на торце молекулы, т.е. речь идет об образовании связи между поверхностью вольфрама и группой CF2, поэтому перенос идет кластерами из трех атомов.

Оже-электронная спектроскопия показала, что с поверхностью металла связан атом углерода и мы имеем дело с химическим взаимодействием [34]. Разруше ние такого адгезионного соединения носит когезионный характер и происходит по объему менее прочного элемента пары. В исследуемых металлополимерных сопряжениях с ПКМ на основе ПТФЭ, очевидно, действует смешанный меха низм адгезии, в котором присутствуют названные процессы. Подтверждение этому выводу можно найти в ряде работ, посвященных исследованию различ ных механизмов адгезионного взаимодействия металлической и полимерной (ПТФЭ) фаз [82, 94].

Независимо от природы механизма адгезионного взаимодействия оно под чиняется первому закону термодинамики (сохранение энергии) и описывается уравнением Дюпре. Согласно закону сохранения энергии, в результате адгези онного взаимодействия первоначальная поверхностная энергия Гиббса системы уменьшается на величину, равную работе адгезии, т.е. Wa = –G. Изменение энергии Гиббса системы в процессе адгезии G Gкон Gнач Gмп Gпг Gмг. Отсюда Wа Gмг Gпг Gмп, где Gмг, Gпг, Gмп – соответственно поверхностная энергия (поверхностное натяжение) металлического и полимерного тела, граничащего с газовой фазой, и энергия межфазного (на границе металл – полимер) взаимодействия.

Выражение для Wa представляет собой уравнение Дюпре, из него следует, что работа тем больше, чем больше поверхностная энергия Гиббса исходных компонентов системы и чем меньше конечное межфазное взаимодействие (на тяжение). Следовательно, для увеличения работы адгезии и адгезионной проч ности пленки фрикционного переноса необходимо увеличивать поверхностную энергию Гиббса элементов системы в исходном состоянии. Этот важный вывод позволяет разрабатывать методы управления адгезионной прочностью пленок фрикционного переноса в металлополимерных трибосистемах, используя раз личные технологические методы изменения поверхностной энергии Гиббса по лимерных и металлических деталей. Под руководством автора был разработан метод химического травления и ионной имплантации поверхностей деталей из алюминиевых сплавов, обеспечивающий увеличение поверхностей энергии Гиббса путем удаления с них оксида алюминия и насыщения медью, обладаю щей более высокой поверхностной энергией.

На рис. 7.4 показана рентгенограмма пленки фрикционного переноса на контртеле из алюминиевого сплава, подвергнутого травлению и ионной им плантации. Участок рентгенограммы пленки переноса в малых углах сущест венно отличается от соответствующих рентгенограмм исходной поверхности образцов криолон-5. Матрица пленки переноса сохраняет заметную долю кри сталличности, но в отличие от исходной поверхности на пленке переноса отра жаются слои семейства 00l (002, 003, 004, 005), а не (100), как на исходной по верхности. Это говорит о том, что в пленке переноса кристаллические области полимерной матрицы ориентированы преимущественно плоскостями 00l на по верхности контртела. Вторым существенным моментом следует считать появ ление в матрице пленки переноса аморфного гало IV и V порядков (что свиде тельствует об уменьшении степени кристалличности), при этом среднее меж слоевое расстояние в аморфной фазе Сам = 14,0 А, что в пределах погрешности совпадает с параметром кристаллической ячейки Скр = 16,2 А.

Рис. 7.4. Рентгенограмма пленки переноса криолон-5 в малых углах Рентгенограмма пленки переноса в области больших углов (рис. 7.5) со держит рефлексы наполнителей композиционного материала MOS2, Cu и про дуктов трибосинтеза CuF2. Интенсивность рефлекса фазы CuF2 невелика и не намного отличается от фона, поэтому механизм образования этой фазы может быть двояким. Она может быть либо продуктом химического взаимодействия частиц наполнителя – меди с выделяющимся при трибодеструкции ПТФЭ фто ром, либо результатом химической реакции того же фтора с медью на поверх ности контртела, входящей в состав алюминиевого сплава В95 в качестве леги рующего элемента.

Рис.7.5. Рентгенограмма пленки переноса криолон-5 в больших углах Обнаруженные особенности надмолекулярной структуры криолон-5 и пленки фрикционного переноса в совокупности с целенаправленным изменени ем механических и термодинамических (теплофизических) свойств материала позволяют объяснить физические причины повышения его износостойкости.

Во-первых, сохранение небольшой доли кристаллических участков в слоистой аморфной фазе упрочняет ее и снижает степень увеличения конфигурационной энтропии, не увеличивая сопротивления тангенциальному смещению, т.к. вели чина параметра Скр кристаллической ячейки практически не отличается от па раметра среднего межслоевого расстояния Сам аморфной жидкокристалличе ской мезофазы. Поэтому отдельные участки кристаллических фрагментов или ламелей могут смещаться вместе со слоями макромолекул, не вызывая допол нительных напряжений. Во-вторых, ориентация кристаллической фазы в плен ке переноса плоскостями (00l) создает благоприятные условия ориентации мак ромолекул вдоль направления скольжения при ортогональном расположении ламелей. Подобная ориентация макромолекул и образование специфической слоевой морфологии были обнаружены при исследовании трения ПТФЭ, на полненного пятью процентами графита и бронзы [75]. В-третьих, обнаруженная ориентация кристаллической фазы и слабые рефлексы фторида меди в рентге нограммах пленки переноса позволяют предположить, что фаза CuF2 сформи ровалась в результате химического взаимодействия атомов фтора с медью на поверхности контртела (медь – легирующий элемент). Такое взаимодействие значительно увеличивает прочность адгезионных связей полимерной матрицы с металлическим контртелом и, естественно, прочность, износостойкость пленки фрикционного переноса. Возможность химического взаимодействия группы атомов CF2 с атомами металлического контртела (вольфрама) при трении с ПТФЭ показана Д.Бакли [34] с помощью автоионного микроскопа.

Таким образом, рассмотренные особенности структурно-фазовых измене ний в пленке переноса криолон-5 позволяют говорить об увеличении ее проч ности и износостойкости, и если принять во внимание, что величина износа по лимерного материала определяется главным образом износом пленки фрикци онного переноса, то с учетом изменения теплофизических свойств становится вполне объяснимым повышение износостойкости материала криолон-5.

Рис. 7.6. Схема металлополимерной трибосистемы: 1 – металлическая часть;

2 – полимерная часть;

3 – пленка фрикционного переноса В процессе формирования устойчивой пленки фрикционного переноса (рис. 7.6) в поверхностном слое полимерного тела происходят сложные физико химические изменения, связанные с протеканием конкурирующих процессов деструкции и структурирования, и образуются структуры, существенно отли чающиеся по своим физико-механическим свойствам от первоначальных (ис ходных). С позиций термодинамики и структурно-энергетической самооргани зации начальный этап трения (приработка) характеризуется интенсивным раз рушением исходных структур и возникновением новых так называемых трибо структур, обладающих более высокими антифрикционными свойствами. Одна ко эти структуры, содержащие, например, свободные радикалы, элементы в атомарном и ионизированном состоянии, окислы и металлы, являются неустой чивыми. Поэтому неизбежно совершается переход к новому, более устойчиво му термодинамическому состоянию с образованием энергетически выигрыш ных диссипативных трибоструктур. Если схематически представить трибоси стему в виде модели с двумя уровнями энергии Е1 и Е2 (рис. 7.7), то уровень Е будет характеризовать энергетический барьер трения контактирующих исход ных равновесных структур. С образованием энергетически выигрышных дис сипативных трибоструктур с более высокими антифрикционными свойствами система переходит в более устойчивое состояние Е2 [149]. Это положение обосновывается результатами исследования структурно-фазовых превращений в поверхностном слое полимерной детали и в пленке фрикционного переноса при трении. Общий результат этих исследований состоит в том, что в процессе трения под влиянием внешних механических и возникающих термических энергетических воздействий происходят деструктивно-структурирующие про цессы с разрушением межмолекулярных и химических связей (C-C, C-F) в структуре ПТФЭ с образованием новых фаз (CuF2, Cu2O, MoO3), аморфизацией полимерной матрицы и диффузией металлических и неметаллических наполни телей к поверхности трения. Повышение температуры в зоне трения до темпе ратуры фазового перехода (327 С) вызывает переход кристаллической фазы ПТФЭ в аморфную с последующим образованием более упорядоченной слоистой трибоструктуры.

Рис. 7.7. Схема изменения энергетического состояния трибосистемы Следовательно, после разрушения кристаллической фазы ПТФЭ, характе ризующего разупорядочение структуры под влиянием энергетических флук туаций, наступает упорядочение структуры, характеризующееся послойным расположением молекул, расстояние между слоями изменяется в процессе дальнейшего трения. Последнее ослабляет межмолекулярное взаимодействие и приводит к уменьшению сопротивления (энергии активации) относительного смещения молекулярных слоев, а на макроуровне выражается в уменьшении силы трения. Переход из неупорядоченного аморфного состояния в относи тельно упорядоченное с послойным расположением молекул является фазовым переходом, если он сопровождается изменением энергетического состояния.

Подтверждение этому, как показано выше, получено методом ДТА. Установле но, что выше температуры фазового перехода в аморфное состояние (327 С) наблюдается еще один или два эндотермических перехода, обнаруженных как для чистого ПТФЭ, так и для композиционных материалов на его основе. Со вместный анализ результатов рентгеноструктурных и термографических иссле дований позволяет сделать вывод о возможности образования диссипативных трибоструктур в жидкокристаллическом состоянии (ЖКС) – третьем фазовом (межфазовом) состоянии вещества, термодинамически устойчивого, характери зующегося анизотропией физических свойств при отсутствии трехмерной кри сталлической решетки, присущей твердым телам, и текучестью, характерной для жидкостей.

В результате перехода вещества в ЖКС возникает дополнительный энерге тический выигрыш, стабилизирующий ЖКС. Величина энергетического выиг рыша определяется более плотной упаковкой молекул при их параллельном расположении и характеризуется изменениями энтропии системы (уменьшени ем конфигурационной энтропии). Следовательно, эволюция трибосистемы к устойчивому состоянию реализуется через диссипативный фазовый переход, т.е. носит бифуркационный характер. В этом смысле приработка как физиче ский феномен также может рассматриваться как разрушение исходной равно весной или метастабильной структуры материала и переход в новое устойчивое (по отношению к потоку внешней энергии) состояние диссипативной (термо динамической) структуры [150].

Анализ выполненных работ и приведенные результаты наших исследова ний позволяют высказать положение о существовании первого этапа самоорга низации линейного полимера – ПТФЭ в период приработки металлополимер ных пар трения. Он характеризуется диссипативным фазовым переходом поли мера с образованием в условиях термомеханического воздействия трением дис сипативных динамических анизотропных трибоструктур, обеспечивающих су щественное снижение энергии активации вязкотекучего течения полимера вплоть до аномально низких значений.

Можно показать, что этот диссипативный фазовый переход системы от на чального неустойчивого равновесного состояния к устойчивому метастабиль ному сопровождается изменением свободной энергии Гиббса для каждого ма лого элемента трибосистемы за счет уменьшения энтропии. Уравнение двух начал термодинамики (для условий T=const, P=const) можно записать в виде dA d (U TS pV ) dG, где A – работа;

U – внутренняя энергия;

p – давление;

S – энтропия;

V – объем;

G – свободная энергия Гиббса.

В то же время для условий S=const, P=const dH d (U pV ), где H – энтальпия.

Объединив оба уравнения, получим dA dG d ( H TS ).

Принимая во внимание гипотезу Пригожина о локальном равновесии внутри элементарных областей неравновесных систем и учитывая, что в усло виях, близких к равновесному, запас внутренней энергии (энтальпии) в каждом малом элементе объема будет максимальным, из последнего уравнения полу ~ чим dG TdS.

Таким образом, диссипативный фазовый переход неравновесной системы начального равновесного состояния к устойчивому (метастабильному) сопро вождается изменением свободной энергии Гиббса для каждого малого элемента объема за счет уменьшения энтропии.

Такое уменьшение энтропии для микроскопических объемов соответствует минимальному значению производства энтропии для неравновесной системы (трибосистемы) в целом. В макроскопическом масштабе при переходе трибоси стемы в устойчивое (метастабильное) состояние также возможен переход к ми нимальному производству энтропии (в стационарном термодинамическом со стоянии) и снижению уровня энергии системы на величину Е = Е1 – Е2 за счет образования энергетически выигрышных диссипативных трибоструктур, на пример жидкокристаллических [151].

Условия для образования таких трибоструктур и стационарного режима работы металлополимерной трибосистемы, как системы термодинамической, создаются по окончании приработки и формирования устойчивой полимерной пленки фрикционного переноса. Начиная с этого момента, трение фактически осуществляется между однородными полимерными поверхностями: поверхно стью полимерной пленки фрикционного переноса и поверхностью полимерной детали. При установившемся трении продолжаются те же, что и во время при работки, физико-химические процессы, структурные изменения и фазовые пе реходы. К ним можно добавить процесс аморфизации меди, входящей в состав полимерной композиции в качестве наполнителя. Этот эффект представляет большой интерес и имеет значение для снижения трения и износа. В работах по исследованию избирательного переноса [73] показано, что тонкая пленка амор физированной меди обладает ярко выраженной анизотропией свойств, способ на легко деформироваться без образования дефектов и высоких внутренних на пряжений, т.е. по своим свойствам во многом схожа с полимерами в жидкокри сталлическом состоянии.

Исследование установившегося трения металлополимерных трибосистем показало, что сила трения при постоянных параметрах нагружения не остается постоянной, но периодически изменяется. Изучение структурных изменений в поверхностном слое полимерной детали и пленках фрикционного переноса по зволило установить связь изменения силы трения с периодичностью образова ния, накопления и разрушения некоторых химических соединений (например, фторидов металлов-наполнителей) и диссипативных трибоструктур (упорядо ченной аморфной фазы полимера – ЖКС, аморфизированной фазы меди).

В то же время установившееся трение можно характеризовать средним значением силы трения (коэффициента трения) и интенсивности изнашивания.

При постоянных значениях параметров внешнего нагружения: контактного давления, скорости скольжения, температуры окружающей среды – в трибоси стеме устанавливаются примерно постоянные температуры (и градиенты тем ператур) деталей трибосистемы. В наших исследованиях методом трибокало риметрии было установлено, что при постоянных внешних условиях трения в металлополимерной трибосистеме диссипация тепловой энергии также харак теризуется некоторыми примерно постоянными значениями теплового потока, что свидетельствует о переходе системы в стационарное термодинамическое состояние. Экспериментально показанная возможность достижения стационар ного состояния при одновременно происходящих процессах образования и раз рушения диссипативных трибоструктур свидетельствует о существовании эф фективной обратной связи в системе, без которой невозможна устойчивость стационарного состояния при одновременном протекании названных процес сов. Отсюда следует вывод о том, что в трибосистемах при устойчивом трении непрерывно идут процессы образования динамических диссипативных трибо структур, обеспечивающих устойчивое и минимальное трение, их разрушение компенсируется восстановлением согласно принципу Ле-Шателье-Брауна, бла годаря информационным обратным связям, которые являются каналами пере носа энергетических (энтропийных) сигналов.

7.3. ФИЗИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССА ТРЕНИЯ ПКМ С МЕТАЛЛАМИ Анализ механизмов формирования пленки фрикционного переноса и фи зико-химических процессов образования диссипативных трибоструктур в ре зультате фрикционного взаимодействия наполненного ПТФЭ с металлом по зволил предложить следующую физическую модель процесса фрикционного взаимодействия полимеров с металлами (металлополимерной трибосистемы) (рис. 7.8).

Механические параметры: давление рабочего газа p и частота возвратно поступательного или вращательного движения n преобразуются в нагрузку Р и скорость нагружения (средняя скорость скольжения) v. Действие последних вы зывает процесс упруго-пластического деформирования поверхностного слоя, главным образом полимерной детали, сопровождающийся появлением напря жения деформации. Граничными условиями для этого процесса являются ад сорбционное сродство окружающей среды Ga с полимером и температура Тн.

Под влиянием и в поверхностных слоях протекают структурные изменения, характеризуемые изменением степени кристалличности полимерной матрицы. Одновременно идет процесс повышения температуры и накопления теплоты.

Соотношение между величиной Qi накопления тепла и тепловыделением Qe в среду в общем балансе теплового эффекта Q зависит от параметров теплопро водности и внешней температуры окружающей среды То (рабочего тела газа).

Рабочая температура Т зависит от теплоемкости С деталей системы и количест ва накопленного тепла Qi. Повышение температуры и деформация вслед за структурными изменениями вызывают активацию процессов образования де фектов надмолекулярной структуры и аморфизации полимерной матрицы. Эти процессы определяются энергией активизации Еам и конфигурационной энтро пией Sk.

Развитие активационных процессов характеризуется также синтезом новых фаз, определяемых энтальпией трибохимических реакций Нтх и энтропией Sтх, и увеличением подвижности и ориентации макромолекул при изменении кон фигурационной энтропии Sk. Структурные изменения (аморфизация и образо вание слоистой упорядоченной структуры) и ориентация макромолекул созда ют условия для значительного сближения и обеспечивают тесный контакт, дос таточный для образования ван-дер-ваальсовых и химических связей между по лимером и металлом с энергией Wад. Образование адгезионных связей в усло виях значительной деформации полимера на микровыступах сопряженной ме таллической поверхности обеспечивает их высокую адгезионную прочность, которая становится больше работы когезии в полимерной фазе, происходит разрыв межмолекулярных связей полимера и перенос его макромолекул и це лых фрагментов на металлическую поверхность.

В случае фрикционного взаимодействия металлического контртела с на полненным полимером частицы наполнителя переносятся в пленку фрикцион ного переноса в составе фрагментов композиционного материала или, попадая в зону фактического контакта, вступают в адгезионное взаимодействие непо средственно с металлической поверхностью. При благоприятных условиях тре ния частицы полимера постепенно заполняют впадины между неровностями, образуя тонкую сплошную пленку фрикционного переноса, как показано на рис. 7.6.

Накопление энергии Е в поверхностном слое и пленке фрикционного пе реноса приводит систему к некоторому состоянию, при котором реализуется диссипативный фазовый переход (ДФП) с образованием диссипативной струк туры (термотропных жидких кристаллов, рентгеноаморфной меди и т.д.).

В процессе трения в условиях повторяющегося значительного деформиро вания и знакопеременных напряжений в пленке фрикционного переноса и по верхностном слое накапливаются внутренняя энергия Е и микродефекты, воз растает энтропия S, по достижении некоторой критической величины проис ходит разрушение и износ J пленки. При этом накопление дефектов и разруше ние происходит раньше в областях микровыступов, где степень деформации наибольшая. Продукты износа пленки уносятся из зоны контакта, реализуя функцию обмена веществом и энергией с окружающей средой, а обнаженные участки вновь вступают в адгезионное взаимодействие с поверхностью поли мерной детали, и процесс частичного разрушения и восстановления пленки фрикционного переноса (диссипативных структур) периодически повторяется.

Рис. 7.8. Физическая модель процесса фрикционного взаимодействия 7.4. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ПРОЦЕССОВ ТРЕНИЯ И ИЗНАШИВАНИЯ МЕТАЛЛОПОЛИМЕРНОЙ ТРИБОСИСТЕМЫ 7.4.1. Термодинамика процессов нагружения, деформации и разрушения твердых тел Всякая модель должна представлять собой описание того или иного про цесса в рассматриваемой системе или изменения системы в результате этого процесса. Для характеристики свойств металлополимерной трибосистемы наи более важной научной и практической задачей является описание процесса из нашивания или изменение состояния системы в результате внешних воздейст вии, так как эти изменения определяют возможность или невозможность даль нейшего функционирования трибосистемы и сохранения заданных технических характеристик. Другими словами, модель должна давать описание процессов, определяющих долговечность трибосистемы или скорость изнашивания менее прочного и изнашиваемого ее материала.

Изнашивание материала есть одна из форм его разрушения, и скорость этого процесса определяет долговечность узла трения при известной допусти мой величине износа. Рассмотрим и оценим возможные концепции построения механизмов разрушения материалов при различных видах внешнего воздейст вия.

В соответствии с кинетической концепцией долговечность нагруженного тела как фундаментальная характеристика механической прочности отражает усредненную скорость протекания разрушения, связанного с накоплением по вреждения в твердом теле. Систематические экспериментальные исследовании долговечности твердых тел различной природы, в том числе и полимерных, привели к установлению основной закономерности, связывающей напряжение, абсолютную температуру и долговечность, известной как уравнение Журкова:

U 0 А exp, (7.6) kT где А – постоянная, зависящая от вида материала;

U0 – энергия активации раз рушения при отсутствии напряжения;

– напряжение;

– структурно чувствительный коэффициент;

k – постоянная Больцмана.

Экспериментальные исследования большего числа полимеров, посвящен ные изучению температурно-временной зависимости прочности полимеров, показывают, что параметр U0 в уравнении Журкова не зависит от изменения молекулярной массы (длины макромолекул), ориентации макромолекул (техно логии получения и вытяжки) и пластификации (введения пластификатора).

Вместе с тем параметр заметно изменяется во всех этих случаях. Согласно этим данным, энергия активации разрушения нечувствительна к изменениям структуры и может характеризовать свойства полимерного материала в качест ве одной из констант. Параметр, напротив, является структурно-чувстви тельным.

Наблюдающаяся устойчивость энергии активации разрушения U0 позволя ет предполагать, что элементарными актами, приводящими к разрушению по лимеров, являются термофлуктуационные разрывы напряженных химических связей в макромолекулах, и представить механизм разрушения твердых тел как термофлуктуационный процесс распада межатомных связей и возникновения первичных разрывов сплошности: субмикро- и микротрещин [152]. Наличие внешних нагрузок приводит к увеличению вероятности разрыва, придаст на правленность процессу и препятствует рекомбинации разорванных цепей. При этом слагаемое характеризует структурно-энергетическое состояние твердо го тела, которое оно приобретает под действием внешних энергетических фак торов. Предложено несколько способов определения параметра с различной степенью обоснованности его физического смысла, например, по уравнению Грюнайзена [153], но все предлагаемые аналитические зависимости содержат те или иные экспериментальные статистические характеристики, а поэтому не могут претендовать на полноту описания состояния системы.

Необходимо обратить внимание на тот факт, что хотя уравнение Журкова формально отражает роль теплового движения в прочности, в нем в явном виде не фигурируют фундаментальные теплофизические (термодинамические) ха рактеристики теплового движения, например такие, как теплоемкость (гармо нические колебания), тепловое расширение (ангармонические колебания), эн тропия (упорядоченность теплового движения). Тем не менее, в работе [154] кинетическая концепция термофлуктуационной теории прочности успешно ис пользована для оценки интенсивности изнашивания твердосмазочных покры тий в зубчатых передачах.

Уравнение долговечности Журкова (7.6) отражает температурно временную зависимость прочности твердых тел при простом одноосном нагру женни (растяжении). В то же время в процессе трения поверхностные слои трущихся тел испытывают напряжения различного вида и значительные де формации (особенно полимерные тела), приводящие к возникновению и накоп лению микродефектов и структурно-фазовым превращениям, которые сопро вождаются изменением внутренней энергии, энтропии и других термодинами ческих параметров. Изменение названных термодинамических характеристик твердых тел (систем) наблюдается также при сжатии и растяжении тел. Под тверждение этому получено в ряде работ. Так, в [155] показано, что изменения структуры стали и композиционных материалов, происходящие в поверхност ном слое при трении и в объеме при одноосном нагружении, аналогичны. На копительный характер разрушения, наблюдаемый при объемной усталости, от мечен также и при изнашивании полимерных материалов [152]. Убедительным доказательством общности природы и механизма разрушения при фрикцион ном и одноосном нагружении являются полученная параллельность кривых фрикционной и объемной усталости резин и снижение сопротивления фрикци онной усталости образцов полимерного материала, предварительно подвергну тых воздействию циклически изменяющейся осевой нагрузке или изгибу [156].

Таким образом, результаты приведенных работ, выполненных разными ис следователями на различных материалах, показывают, что в объеме образцов при одноосном и других видах нагружения, а также при фрикционном взаимо действии в поверхностном слое твердых теп происходят однотипные структур но-энергетические изменения, приводящие к постепенному накоплению мик родефектов и разрушению. Они имеют общую природу и зависимость от энер гетического воздействия внешней среда, следовательно, могут быть описаны с помощью всеобщих законов термодинамики и термодинамических функций состояния.

Ю.К.Годовский [153] обосновал положение о том, что в конденсированных телах изменения внутренней энергии и энтропии являются взаимосвязанными и обычно сравнимыми. Это следствие ангармоничности колебания атомов, яв ляющееся причиной теплового расширения и тепловых эффектов при механи ческих деформациях. Известно, что при приложении давления атомы в теле сближаются, изменяется их потенциальная и кинетическая энергия (температу ра), а следовательно, и колебательная энтропия. Полимеры характеризуются высокими значениями коэффициентов теплового расширения, существенно большими, чем у металлов и неорганических твердых тел, значит, для них теп ловые эффекты, связанные с изменением энтропии, должны быть особенно зна чительными.

На основами изложенного разработку модели металлополимерной трибо системы на основе законов неравновесной термодинамики с использованием термодинамических функций состояния (внутренняя энергия, энтропия) и ха рактеристик трущихся тел можно считать достаточно обоснованной и целесо образной.

7.4.2. Термодинамическая модель процессов трения и изнашивания металлополимерной трибосистемы Металлополимерную трибосистему, состоящую из полимерной и металли ческой детали, будем рассматривать как термодинамическую систему и харак теризовать ее термодинамическими параметрами и функциями. Для разработки термодинамической модели возьмем часть трибосистемы, мысленно выделив ее из окружающей среды, и изобразим схематически (см. рис. 7.6).

Система состоит из металлического тела 1, полимерного тела 2 и полимер ной пленки фрикционного переноса – тела 3, является макроскопической, так как образована из большого числа частиц различного размера. По характеру взаимодействия с окружающей средой трибосистема является открытой, по скольку может обмениваться с окружающей средой энергией и веществом. По структурному составу трибосистему следует отнести к гетерогенным: она со держит три фазы, состояние которых можно описать неразрывными функциями пространственных координат и времени.

Основанием для использования непрерывной модели могут служить рас смотренные выше физико-химические процессы при трении. Принимая во вни мание, что долговечность трибосистемы определяется характеристиками тре ния и изнашивания при установившемся режиме трения (режиме работы узла трения), ниже обосновывается и рассматривается модель, дающая описание процесса в установившемся режиме трения, то есть в стационарном термоди намическом состоянии. При установившемся режиме трения, как показано вы ше, поверхность металлической детали покрыта полимерной пленкой фрикци онного переноса, которая прочно удерживается силами адгезионного взаимо действия. Образование физических и химических связей между полимером и металлом способствует реализации термодинамических процессов переноса энергии и вещества между этими двумя фазами одной термодинамической сис темы. Пленка фрикционного переноса в свою очередь находится в состоянии фрикционного взаимодействия с полимерным телом, при этом в результате значительного их сближения под действием внешних нагрузок до расстояния, характерного для межмолекулярного взаимодействия, на границе раздела этих фаз также реализуются процессы энерго- и массопереноса. Этому способствуют образующиеся на взаимодействующих поверхностях под влиянием повышен ных температур высокоподвижные диссипативные трибоструктуры полимера (типа термотропных жидкокристаллических структур). В этих условиях трение происходит по межфазной границе двух полимерных фаз одной системы, близ ких друг другу по составу и свойствам (это показано рентгеноструктурным ис следованием поверхностных слоев). Поэтому изменение характеристик термо динамических процессов и свойств системы происходит здесь монотонно, и система может быть описана непрерывными функциями состояния. К этому следует добавить, что изнашивание в трибосистеме, т.е. разрушение материала, сосредотачивается на этой же межфазной границе, поскольку частицы износа образуются из частиц износа полимерной пленки фрикционного переноса и по лимерной детали. В результате фрикционного взаимодействия, повышения температуры, термодеструкции и изнашивания полимерных фаз на межфазной границе создается источник термодинамических потоков энергии и вещества, диссипация которых окружающей средой делает трибосистему открытой. Это обстоятельство позволяет использовать для анализа и описания системы законы и математический аппарат неравновесной термодинамики.

Рис. 7.9. Структурная схема термодинамических процессов в металлополимерной трибосистеме С целью определения структуры будущей модели рассмотрим характер и последовательность термодинамических процессов, происходящих в трибоси стеме при трении, для чего представим их в виде структурной схемы (рис. 7.9).

Трибосистема испытывает внешнее энергетическое воздействие, характеризуе мое нагрузкой N, скоростью скольжения V (блок А). Порождаемая ими энергия трения Е передается в некотором соотношении двум трущимся телам (металли ческому 1 и полимерному 2 трибосистемы (блоки В1 и В2), термодинамические свойства и состояние которых определяются соответствующими граничными условиями-параметрами: Ср1 и Ср2 – теплоемкостью, М1 и М2 – массой, Т1 и Т – температурой. Энергия трения вызывает повышение температуры и струк турные изменения в контактирующих объемах (последнее относится главным образом к телу 2), которые направлены на снижение упорядоченности структу ры (уменьшение степени кристалличности, увеличение аморфной фазы поли мера) и увеличение конфигурационной энтропии. Указанные процессы сопро вождаются изменением энтропии металлической и полимерной фаз системы, определяемых соответствующим производством избыточной энтропии d/dt, поскольку на данном этапе трения (приработка) термодинамические силы (на пример, температура, концентрация частиц наполнителей полимерной фазы) не остаются постоянными. Увеличение энтропии системы и структурные измене ния в полимерной фазе, связанные с увеличением молекулярной подвижности, под влиянием флуктуаций приводят к образованию из разупорядоченной (аморфной) структуры более упорядоченных диссипативных трибоструктур (блоки С1 и С2) с характерным для этого этапа трения локальным производст вом энтропии = ds/dt в элементарных объемах контактирующих поверхно стей. На этом этапе завершается формирование пленки фрикционного переноса с параметрами Ср3 и М3 и переход системы в стационарное состояние, при этом часть порождаемой внутри системы энтропии в виде потока JS рассеивается средой (блоки D1 и D2), другая идет на накопление энтропии в пленке фрикци онного переноса в изнашиваемом объеме (блок F).

Формирование диссипативных трибоструктур способствует переходу сис темы в стационарное состояние, когда термодинамические силы становятся по стоянными, а производство избыточной энтропии, связанное с изменением термодинамических сил, равно нулю. Суммарно накопленную в объеме трибо системы энтропию находим как сумму энтропий слабо взаимодействующих подсистем (металлической и полимерной) согласно аддитивности термодина мических функций (блок G).


Она определяет степень разрушения (износа) ме нее прочного полимерного материала (блок W) и по каналу обратной связи обеспечивает устойчивость стационарного состояния трибосистемы. Стацио нарное состояние характеризуется минимальным производством энтропии и диссипацией ее окружающей средой и, как следствие, минимальными и посто янными значениями силы трения и скорости изнашивания. В случае увеличения силы трения по каким-либо причинам (например, вследствие разрушения и уменьшения площади диссипативных трибоструктур) немедленно повысится температура в зоне трения, вызывая градиент термодинамических сил и порож дение избыточной энтропии d/dt (блок G). По каналу обратной связи инфор мационный сигнал о производстве избыточной энтропии поступает в блок С2 и вызывает ускорение процесса формирования диссипативных трибоструктур, локального производства энтропии и диссипации потока энтропии J S. В ре зультате этого ускорения восстаналивается площадь диссипативных трибост руктур, необходимая для поддержания стационарного состояния, температура и сила трения понижаются до прежней величины, производство избыточной эн тропии уменьшается до нуля, трибосистема продолжает работать в стационар ном режиме при минимальном производстве энтропии. Такой переходный про цесс будет повторяться каждый раз при отклонении системы от стационарного состояния. При этом возвращение системы к минимальному производству эн тропии осуществляется благодаря производству отрицательной энтропии (за счет отдачи конфигурационной энтропии окружающей среде) в период форми рования диссипативных трибоструктур типа ЖКС, поскольку их образование происходит с энергетическим выигрышем и увеличением упорядоченности структуры полимерной фазы [74].

Таким образом, из анализа структурной схемы, отражающей производство энтропии внутри трибосистемы и диссипацию ее окружающей средой, следует, что в процессе фрикционного межфазного взаимодействия общая энтропия трибосистемы возрастает (идет энтропийная накачка), постепенно достигая не которого критического значения, при котором плотность внутренней энергии и энтропии в активных объемах полимерной детали и пленки переноса оказыва ется достаточной для разрушения межмолекулярных и молекулярных (химиче ских) связей. При установившемся режиме трения и изнашивания разрушение (износ) микрообъемов с поверхности трения сопровождается постоянным пере ходом в критическое состояние все новых микрообъемов приповерхностных слоев. Состояние трибосистемы при таком процессе характеризуется как ста ционарное термодинамическое состояние, при котором наличие стационарного потока тепла из зоны трения обеспечивает постоянство градиента температур, следовательно, все свойства переходной зоны (активных объемов материала трибосистемы), в том числе порождаемая в ней энтропия, остаются неизмен ными во времени. По И.Пригожину, при стационарном состоянии скорость возникновения энтропии делается не только постоянной, но и минимальной для заданных постоянных параметров внешнего воздействия. Это свойство особен но важно для трибосистем, так как обеспечивает принципиальную возможность минимизации скорости накопления энтропии и, как следствие, снижение скоро сти изнашивания при установившемся режиме трения.

Следовательно, при установившемся режиме трения удельная энтропия (плотность энтропии) S* композиционного материала, активного объема в кри тическом состоянии предразрушения остается неизменной во времени и опре деляется теплофизическими свойствами компонентов (ингредиентов) материа ла и установившейся температурой в зоне трения. Это значение удельной эн тропии S* в момент, предшествующий разрушению (износу) материала, пред лагается принять в качестве критерия износостойкости. Ранее в работе И.И.Гольдендлата, В.Л.Баженова, В.А.Копнова [40] был предложен энтропий ный критерий длительной прочности полимеров, сущность которого заключа ется в утверждении существования некоторого предельного значения энтропии, накапливаемого в единице объема упруговязкого деформируемого материала в момент, предшествующий разрушению. Это предельное значение энтропии, по мнению авторов, или может быть константой материала, или может зависеть от температуры и напряженного состояния в момент, предшествующий разруше нию.

В качестве критерия разрушения плотность энтропии предлагалась и ис пользовалась в работах Л.И.Бершадского [76, 95], при этом Л.И.Бершадский справедливо отмечает два ограничения энтропийного критерия разрушения.

Первое заключается в том, что вводится гипотеза теплового равновесия тела и среды в каждый момент времени, т.е. рассматривается линейный случай. Вто рое ограничение вытекает из предполагаемой независимости функции рассея ния (диссипативного источника) от порождаемой или термодинамической структуры разрушаемого материала, что не позволяет описать состояния его самоорганизации [76]. В то же время указанные ограничения не могут быть препятствием для применения энтропийного критерия для описания стацио нарного состояния, поскольку отражают условия, характеризующие именно та кое состояние трибосистемы. Поскольку энтропия является функцией состоя ния системы, ее изменение при переходе трибосистемы из одного состояния в другое в течение некоторого времени не зависит от пути и может быть выраже но изменением различных параметров: температуры, давления, массы и т.п. В случае стационарного состояния трибосистемы удельная энтропия S* активных объемов материала остается постоянной, а изменяется только масса трибоси стемы вследствие разрушения поверхностных микрообъемов и переноса их в окружающую среду. Изменение массы m(t) за бесконечно малый промежуток времени равно производной dm dt m, а за конечный отрезок времени t масса изменяется на величину m mdt. За этот же отрезок времени изменение эн тропии S трибосистемы, функционирующей в стационарном режиме, опреде ляется произведением:

S S * mdt, (7.7) где S* – изменение удельной энтропии при переходе изнашиваемого объема материала в состояние предразрушения при установившейся температуре Т.

С другой стороны, согласно гипотезе И.Пригожина о локальном равнове сии внутри малых элементов областей неравновесной системы, можно записать уравнение баланса энтропии в локальной форме:

dS J S 0, (7.8) dt dS где скорость прироста энтропии элемента объема;

J скорость от S dt тока (дивергенция потока) энтропии из этого объема в окружающую среду;

– скорость возникновения (производство) энтропии внутри единицы данного объема в единицу времени.

Отсюда получаем выражение для полного бесконечно малого приращения (полного дифференциала) энтропии:

dS ( J S )ddt. (7.9) Представление о локальном равновесии внутри малых элементов областей позволяет изучать большое число практически важных неравновесных макро систем, к числу которых относятся и трибосистемы. Используя этот подход и введя интегрирование по объему и времени, получим выражение для измене ния энтропии трибосистемы в стационарном состоянии:

S ( J S )ddt. (7.10) t Таким образом, имеем выражения (7.7) и (7.10) для изменения энтропии одной и той же трибосистемы в стационарном состоянии за промежуток време ни t. Следовательно, эти выражения равны между собой:

S * mdt ( J S )ddt или S * m S.

(7.11) t t Здесь левая часть равенства выражает изменение энтропии трибосистемы, необходимое для разрушения – износа массы материала трибосистемы, нахо дящегося в состоянии предразрушения, а правая часть – изменение или накачку энтропии за тот же промежуток времени вследствие физико-химических про цессов, происходящих в трибосистеме под влиянием внешних энергетических воздействий. Для композиционного материала T Cpi n S * qi dT, (7.12) T i 1 T где qi – доля i-го компонента;

Т0 – начальная температура;

Срi – удельная теп лоемкость i-го компонента;

Т – абсолютная температура в зоне трения.

Для получения выражения S в явном виде используем выражения для скорости возникновения энтропии и потоков J в общем виде, известные как линейные законы Онзагера:

n xi J i J i Lik xi, и (7.13) i где хi – обобщенные термодинамические силы;

Ji – обобщенные термодинами ческие потоки;

Lik – феноменологические коэффициенты, не зависящие ни от сил, ни от потоков.

Уравнения Онзагера позволяют выразить вклад в производство энтропии каждого из физико-химических процессов, одновременно протекающих в три босистеме при трении, через термодинамические силы и потоки, полученные из физических законов соответствующих процессов: тепловых, диффузионных, химических, электрических, поляризационных. Используя это свойство уравне ний Онзагера, запишем выражения для производства энтропии и потока энтро пии в локальных объемах в явном виде, отразив физико-химические процессы, происходящие при трении:

1 n k 1 ~ J k T q k E T Ф :

Т J Q T T k 1 T d 1 dp ' 1 dm ' 1 l E0 E pT B0 B 0 ;

T pT Ai (7.14) k 1 dt dt dt 1 u J Q k J k, JS T (7.15) k где JQ – тепловой поток;

Jk – диффузионный поток k-й компоненты;

k – хими ческий потенциал k-й компоненты;

qk – заряд k-й компоненты;

Е и В на ~ пряженность электрического поля и индукция магнитного поля;

Ф тензор давления;

вектор скорости;

Аi i i сродство i-й химической реакции;

степень завершенности i-й химической реакции;

р и m удельные (на единицу массы) электрическая и магнитная поляризации.

Используя развернутые выражения для локального производства энтропии (7.14) и дивергенции потока энтропии JS (7.15) в окружающую среду, запи шем выражение для ( –JS) в (7.9) в развернутом виде и, проведя необходимые преобразования, получим:

1 n d l ~ J S J k qk E Ф : Ai J Q T k 1 i 1 dt 1 dp ' 1 dm ' n E0 E B0 B.

k J k dt dt k 1 Отсюда 1 n d l ~ S J k qk E Ф : Ai J Q T t k 1 dt i 1 dp ' 1 dm ' n k J k B0 B ddt.


E0 E (7.16) dt dt k В уравнении (7.16) первое слагаемое подынтегрального выражения отра жает вклад диффузионных потоков в изменение энтропии системы за счет воз никающего при трении электрического поля, второе слагаемое отражает вклад внешнего нагружения (давления и скорости скольжения) на элементы трибоси стемы, третье слагаемое – вклад химических реакций, инициируемых трением, в изменение энтропии, а четвертое – тепловых процессов, порождаемых фрик ционным взаимодействием тел. Вклад диффузионных потоков, вызываемых химическими потенциалами компонентов системы, отражает пятое слагаемое.

Шестое и седьмое слагаемые отражают вклад в изменение энтропии системы поляризационных эффектов вследствие электрической и магнитной поляриза ции при трении.

Подставив выражение для S (7.16) в явном виде в уравнение (7.11), полу чим термодинамическую энтропийную модель металлополимерной трибоси стемы:

n d l 1 ~ Ф : Ai S * m J k qk E J Q T t k i 1 dt 1 dp ' 1 dm ' n k J k B0 B dd. (7.17) E0 E dt dt k Она дает возможность оценить состояние трибосистемы для любого мо мента времени с помощью термодинамических параметров системы. Использу ем эту модель для вывода уравнения, позволяющего оценить интенсивность из нашивания трибосистемы. Обозначим путь трения через L и выразим массу m изнашиваемого материала через его объем и плотность: m = Fh, здесь F – площадь трения;

h – толщина изнашиваемого слоя. Правую часть уравнения (7.17) свернем согласно (7.16), она равна S. Тогда получим модель трибоси стемы в виде h FS * S. (7.18) Отсюда S h S * F. (7.19) Данное выражение для оценки величины линейного износа при заданной площади трения и плотности материала позволяет перейти к выражению для расчета интенсивности изнашивания Jh – безразмерной характеристике трибо технических свойств системы. Для этого достаточно в знаменатель уравнения (7.19) ввести величину пути трения:

S Jh. (7.20) S * FL Подставив в (7.20) развернутое выражение для S, получим выражение для интенсивности изнашивания:

n d l 1 ~ J k qk E Ф : Ai Jh J Q FLT S * t k 1 dt i 1 dp ' 1 dm ' n E0 E B0 B ddt.

k J k (7.21) dt dt k С целью упрощения расчетов, учитывая малый вклад в увеличение энтро пии и внутренней энергии за счет химических реакций и поляризационных эф фектов (как показано выше), значения 3-го, 6-го и 7-го членов подынтегрально го выражения можно приравнять к нулю, а в 4-м и 5-м слагаемых целесообраз но перейти от объемных интегралов к поверхностным. Тогда получим оконча тельное выражение для интенсивности изнашивания:

n n 1 ~ J k qk E Ф : ddt J Q k J k ddt. (7.22) Jh FLTS * t k 1 k t Выражения (7.21) и (7.22) представляют термодинамическую (энтропий ную) модель металлополимерной трибосистемы, рассматриваемой в качестве открытой термодинамической системы. Автор работы [157] справедливо отме чает, что имеющиеся в арсенале конструкторов расчетные зависимости на из нос и долговечность носят эмпирический характер и не учитывают действи тельную картину и природу изнашивания поверхностей трения. Предлагаемая же модель открывает принципиальную возможность оценить интенсивность изнашивания металлополимерной пары трения на этапе проектирования маши ны с учетом физико-химических процессов в зоне трения и физических свойств изнашиваемого материала. Для этого необходимо записать уравнения потоков энергии и вещества для каждого слагаемого подынтегрального выражения со гласно физическому закону соответствующего эффекта (теплового, электриче ского, диффузионного) и решить эти уравнения при соответствующих началь ных и граничных условиях, а также, используя выражение (7.12), определить S* для заданного композиционного материала.

Предлагаемый энтропийный подход к оценке состояния металлополимер ной трибосистемы позволяет открыть новые возможности для аналитической оценки энергетических потерь при трении твердых тел, не прибегая к экспери ментальной оценке или аналитическому расчету коэффициента трения. Соглас но закону сохранения энергии, классическая термодинамика устанавливает свя зи экстенсивных параметров системы (S, U,, mk) и интенсивных величин (Т, р, k) в форме соотношения Гиббса:

n TdS dU pd k mk. (7.23) k Выше было подробно рассмотрено обобщение этого соотношения для не равновесных систем на основе принципа локального равновесия. Так как изме нение объема системы твердых тел и изменение массы компонентов и всей сис темы под воздействием силы трения близки к нулю, выражение (7.23) для ме таллополимерной трибосистемы можно записать в виде TdS dU или dS dU / T.

Следовательно, внешнее энергетическое воздействие на трибосистему вы зывает изменение внутренней энергии и с допустимым для практики отклоне нием выражается изменением энтропии трибосистемы.

В открытой термодинамической системе изменение энтропии определяет ся двумя одновременно происходящими процессами - производством и дисси пацией энтропии. При оценке энергии, затраченной на преодоление сил трения, следует считать, что согласно закону сохранения энергии вся бесполезная рабо та - это работа сил трения (энергия трения), она идет на производство энтропии, а полезная часть работы внешнего энергетического воздействия идет на выпол нение функциональных задач данной системы. С учетом этих положений, ис пользуя определение для производства энтропии в единице объема трибоси стемы в единицу времени и введя интегрирование по объему, запишем выраже ние для энергии, затрачиваемой на преодоление силы трения в единицу време ни, или мощности трения:

N T d, (7.24) где Т – абсолютная температура поверхностей трения при стационарном режи ме.

Физически выражение (7.24) представляет величину энергии (работы внешних сил над системой в единицу времени), которая не может быть исполь зована для выполнения полезной работы и идет на увеличение энтропии и внутренней энергии системы, при этом основная часть произведенной энтропии диссипирует в виде потока тепловой энергии окружающей средой.

Это положение согласуется с положением о том, что во всех случаях тече ния жидкости (следовательно, и смазки) вследствие трения происходит рассея ние механической энергии с переходом ее в тепло, при этом величина потерь энергии представляет собой интеграл от локальной скорости диссипации меха нической энергии по всему объему системы.

Согласно предлагаемой энтропийной модели металлополимерной трибо системы изменение состояния последней в результате внешнего воздействия определяется интегралом от производства или скорости возникновения локаль ной энтропии и потока энтропии в окружающую среду. При этом поток дис сипации энтропии проявляется главным образом в тепловом выражении. Сле довательно, подставив в (7.24) выражение (7.14) для, получим развернутое выражение для потерь энергии при трении.

1 1 ~ n J Q T J k k Ф :

N T T T T k d 1 n 1l Ai J k qk E d. (7.25) T i 1 dt T k 1 Учитывая, что мы описываем термодинамически стационарный режим трения, считаем процесс поляризации также стационарным. Следовательно, векторы электрической и магнитной поляризации не зависят от времени, dp dm 0 и 0, поэтому в выражении (7.25) отсутствуют соответствующие dt dt члены. Кроме этого, экспериментальная проверка теплового потока, рассеивае мого окружающей средой при трении поршневого уплотнения, и аналитическая оценка вклада химических реакций в тепловой баланс трения показали, что те плота химических реакций составляет примерно 10-9 от теплового потока дис d 1l Ai dt тоже сипации. На этом основании для упрощения расчетов член T i можно исключить из (7.25).

С учетом названных приближений, проведя преобразования, получим окончательное выражение для аналитической оценки потерь мощности на тре ние:

1 n ~ N T J Q J k k Ф : J k qk E d. (7.26) T k При этом принимаем, что в стационарном состоянии системы химический потенциал не зависит от координаты, т.е. k = const, а k=0.

Выражения (7.25), (7.26) по своей сути отражают всеобщее свойство тер модинамических систем - их универсальную тенденцию к диссипации механи ческой энергии. Явление диссипации феноменологически объясняется в рамках всеобщего принципа устойчивости или инерционности состояния тел. При дей ствии на тело внешних источников энергии оно оказывает сопротивление изме нению своего состояния - диссипирует часть энергии внешнего источника и благодаря этому существует как устойчивое образование. Следовательно, дис сипация энергии термодинамическими системами является их всеобщим свой ством, проявлением их устойчивости и инерционности, например, через меха низм внутреннего трения.

Явление диссипации энергии играет существенную роль в процессах де формирования и разрушения материалов при трении. Физической причиной разрушения являются флуктуации внутренних термодинамических параметров материалов как результат флуктуационной неустойчивости этих параметров в нелинейно неравновесных процессах, порождаемых достаточно интенсивными внешними условиями циклического нагружения контактирующих поверхно стей тел и создающих в деформируемых объемах материалов значительную не равновесность и нелинейность.

Известно, что при рассмотрении термодинамики тех или иных необрати мых процессов используются два эквивалентных и равноправных подхода:

энергетический и энтропийный. В зависимости от используемого подхода раз рабатываются соответствующие теории и модели процессов разрушения (изна шивания) материалов при трении, некоторые из них рассмотрены выше. Было также показано, что в условиях локального равновесия (по гипотезе И.Пригожина) в неравновесных системах, находящихся в стационарном термо динамическом состоянии, скорость изменения энтропии с точностью до посто янного множителя Т совпадает со скоростью изменения изобарно-изотерми ческого потенциала (свободной энергии Гиббса) dG-Tds. Это положение также подтверждает равноправность энергетического и энтропийного подходов. По этому для описания стационарного состояния трибосистем (открытой термоди намической системы) можно считать допустимым использование уравнения баланса энтропии для активного (изнашиваемого) объема, находящегося в со стоянии предразрушения. В разработанной модели металлополимерной трибо системы в качестве термодинамического критерия изнашивания принята кри тическая плотность энтропии или удельная энтропия вещества при температу ре, равной температуре в зоне трения. При этом для описания изменения тер модинамического состояния трибосистемы использован энтропийный подход.

Кинетический характер процесса изменения состояния системы при внешнем энергетическом воздействии и стационарное состояние системы позволяют ис пользовать линейные уравнения Онзагера и выражение полного дифференциа ла энтропии трибосистемы для описания изменения структурно-энергетичес кого состояния. Такой подход выгодно отличается от энергетического тем, что дает возможность с помощью математического аппарата неравновесной термо динамики раскрыть физическую суть и учесть влияние всех физико химических процессов, порождаемых трением, на изменение структурно энергетического состояния деформируемого объема материала трибосистемы и в конечном счете на его изнашивание.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Развитие науки и техники сопровождается созданием новых машин, при боров и технологического оборудования. Как правило, повышение эффектив ности машин связано с увеличением удельных нагрузок на узлы и детали ма шин, что привело к существенному повышению требований к характеристикам физико-механических свойств конструкционных материалов. В настоящее вре мя востребованы материалы, обладающие целым комплексом физико механических свойств: высокой прочностью при различных видах и уровне на гружения, высокими вязкоупругими свойствами, высокой твердостью и изно состойкостью. Во многих случаях эти же материалы должны обладать хорошей теплопроводностью и электропроводностью, высокой химической и радиаци онной стойкостью и сохранять работоспособность при высоких и криогенных температурах.

Особенность условий эксплуатации материалов в составе трибосистем, т.е.

в условиях трения и изнашивания, состоит в том, что поверхностные слои ма териала контактирующих деталей испытывают разнообразное энергетическое воздействие, находясь в сложном напряженно-деформированном состоянии.

Статические и динамические нагрузки вызывают высокие внутренние напря жения, упругие и пластические деформации, которые в условиях эксплуатации приводят к усталости и разрушению (изнашиванию) поверхностного слоя.

Благодаря достижениям физики твердого тела, физической химии и мате риаловедения, обоснована и убедительно показана взаимосвязь химического состава, структуры и свойств твердых тел (конструкционных материалов).

Большинство конструкционных материалов как металлических, так и полимер ных, в исходном состоянии без специальной химикотермической обработки имеют низкие показатели тех или иных физико-механических свойств. Поэтому металлические (стали и сплавы) и полимерные (пластмассы) материалы под вергают структурной модификации различными методами внешнего энергети ческого воздействия или введением наполнителей-модификаторов на стадии производства заготовок или изделий. Изучение физических закономерностей изменения структурно-фазового и напряженно-деформированного состояния поверхностного слоя материала деталей при трении, накопление и обобщение результатов экспериментальных исследований и опыта эксплуатации трибоси стем различного вида и назначения позволили определить физические основы структурной модификации материалов трибосистем. Закономерности фазовых переходов, определяемые уровнем потенциала Гиббса или свободной поверх ностной энергией системы, переход из одного фазового состояния в другое со провождается существенным изменением внутреннего строения и физических свойств системы. Кроме того, фазовые превращения, например, в сталях и сплавах, сопровождаются изменением типа кристаллической решетки и её ис кажением, что приводит к значительному изменению величины внутренних на пряжений и механических свойств материала. В процессе эксплуатации в усло виях трения деталей трибосистемы структурно-фазовые изменения, а также за рождение и накопление дефектов развиваются в тонком поверхностном слое.

Они сопровождаются увеличением плотности дефектов (дислокаций, микро трещин), внутренней энергии и энтропии. Одновременно идут процессы дисси пации энергии и релаксации напряжений. Соотношение интенсивности назван ных процессов во многом определяет надежность и долговечность любой три босистемы, а изучение закономерностей этих процессов относится к числу ос новных задач трибофизики.

В работающих трибосистемах интенсивность физико-химических процес сов накопления дефектов и увеличения плотности внутренней энергии и энтро пии всегда выше, и с течением времени названные термодинамические пара метры достигают критических значений, при которых наступает разрушение структуры поверхностного слоя. Эта закономерность является общей для всех нагруженных деформируемых твердых тел независимо от их природы. Другой общей закономерностью можно считать явление структурной приспосабливае мости материалов вследствие их структурной перестройки и взаимодействия с окружающей средой. Эти два явления (структурная приспосабливаемость и по верхностное разрушение) являются общими закономерностями эволюции три босистем, позволяющими рассматривать трение с позиции фундаментальных законов природы: законов сохранения, неравновесной термодинамики и теории самоорганизации.

Самоорганизация, согласно обобщенному принципу Ле Шателье, должна уменьшать влияние изменения внешнего воздействия на систему. Примени тельно к трибосистеме она должна уменьшить интенсивность изнашивания при ужесточении условий трения. Это и наблюдается при трении металлов и поли меров, благодаря процессам диссипации энергии и релаксации внутренних на пряжений. Однако в полимерах, в отличие от металлов, процессы релаксации активно развиваются при более низких, умеренных температурах, что необхо димо учитывать при создании полимерных и металлополимерных трибосистем.

Названное различие температурных условий процессов релаксации обусловле но различием механизмов названных процессов. Если в металлах процессы ре лаксации связаны с изменениями дефектной дислокационной структуры – дви жением и выходом дислокаций, то в полимерах релаксация связана, главным образом, с изменением конформации макромолекул, молекулярной подвижно сти и изменением надмолекулярной структуры. Установившийся режим трения характеризуется стационарным термодинамическим состоянием трибосистемы при одновременно происходящих процессах образования и разрушения дисси пативных трибоструктур (например, жидкокристаллических), вызывающих пе риодическое изменение средних значений параметров трения и изнашивания.

Содержание монографии отражает результаты многолетних исследований и разработок автора, его коллег и учеников в области создания новых компози ционных материалов триботехнического назначения и технологий структурной модификации антифрикционных материалов, разработки новых металлополи мерных трибосистем (подшипников, герметизирующих устройств). Названные результаты многократно обсуждались на различных научных форумах и полу чили поддержку специалистов.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1. Машков Ю.К. Трибофизика и свойства наполненного фторопласта. – Омск: ОмГТУ, 1997. – 192 с.

2. Костецкий Б.И. Структурно-энергетическая приспосабливаемость мате риалов при трении // Трение и износ. – 1985. – Т.6. – №2. – С.202-212.

3. Алексеев Н.М., Буше Н.А. Некоторые аспекты совместимости материа лов при трении //Трение и износ. – 1985. Т.:-№5. – С. 773-783.

4. Основы трибологии (трение, износ, смазка): Учебник для техн.вузов / Э.Д.Браун, Н.А.Буше, Буяновский И.А. и др.;

Под ред. А.В. Чичинадзе. – М.:

Центр «Наука и техника», 1965. – 778 с.

5. Salomon G. The Structure of Tribological Systems Lubrication Engineering.

Vol. 32. – 1976. № 9.

6. Чихос Х. Системный анализ в триботехнике. – М.: Мир, 1982. – 351 с.

7. Мур Д. Основы и применение триботехники. – М.: Мир, 1978. – 487 с.

8. Машков Ю.К. Трибология конструкционных материалов: Учеб. пособие.

– Омск: ОмГТУ, 1996. – 304 с.

9. Костецкий Б.И. Трение, смазка и износ в машинах.– Киев: Техника, 1970. – 396 с.

10. Буше Н.А., Копытко В.В. Совместимость трущихся поверхностей. –М.:

Наука, 1981. – 223 с.

11. Бершадский Л.И. Самоорганизация и надежность трибосистем. – Киев:

Об-во «Знание» УССР, 1981. – 35 с.

12. Поляков С.А., Поляков А.А. Обоснование метода подбора сочетаний триботехнических материалов при использовании избирательного переноса // Трение и износ. – 1983.-Т.4.-№1. – С. 121-131.

13. Шульце Г. Металлофизика – М.: Мир, 1971. – 503 с.

14. Мозберг Р.К. Материаловедение: Уч. Пос. – М.: Высш. Шк., 1991. – 448 с.

15. Бартенев Г.М., Френкель С.А. Физика полимеров.- Л.: Химия, 1990. 432 с.

16. Бартенев Г.М., Зеленев Ю.В. Физика и механика полимеров. – М.:

Высш.школа, 1983. – 391 с.

17. Машков Ю.К. Полимерные материалы: Учеб.пособие. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 1993. – 103 с.

18. Высококачественные чугуны для отливок / В.С. Шумихин, В.П. Куту зов, А.И. Храмченков и др. – М.: Машиностроение, 1982. – 222 с.

19. Гуляев А.П. Металловедение. – М.: Изд-во Металлургия, 1978.- 648 с.

20. Износостойкие материалы в химическом машиностроении: Справочник / Под общ. ред. Ю.М.Виноградова. – Л.: Машиностроение, 1977. – 254 с.

21. Материалы для узлов сухого трения, работающих в вакууме: Справоч ник / Н.А. Цеев, В.В. Козелкин, А.А. Гуров;

Под общ. Ред. В.В. Козелкина. – М.: Машиностроение, 1991. – 192 с.

22. Манасевч А.Д. Физические основы напряженного состояния и прочно сти металлов. – Киев: Машгиз, 1962. – 198 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 4 | 5 || 7 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.