МОДЕНЖИ™ ⇒ Перспективные разработки, НИОКРы, изобретения

Российские покрытия для космической техники успешно прошли испытания в вакууме

Для обеспечения качественного смазывания узлов трения космической техники, которая функционирует в условиях вакуума, радиации и высоких температур, привычные нам пластичные и жидкие смазки не подходят.

Схватывание металла из-за замерзания, испарения и потери свойств смазочных материалов стало причиной поломок многих известных космических спутников в самом начале развития космонавтики.

Изучение особенностей трения в космосе позволило исследователям подобрать более эффективные смазочные материалы — твердые смазки. Наибольшее распространение получил дисульфид молибдена.

Сегодня в рамках программ по освоению космоса планируется использовать антифрикционные твердосмазочные покрытия на основе этого твердого вещества.

Для проверки их работоспособности в условиях космоса были проведены исследования на вакуумном трибологическом стенде научными сотрудниками ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова и НИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана.

Материалы и методы

Были исследованы 5 образцов антифрикционных твердосмазочных покрытий российского производства на основе дисульфида молибдена и политетрафторэтилена, которые известны под следующими марками: MODENGY 1053; MODENGY 1014 (рис. 1); MODENGY 1002; MODENGY 1005; MODENGY 1006. Исследуемые покрытия отличаются составом, типами связующего пленкообразующего вещества, типом отверждения (холодное или горячее) и др.

Рис. 1. Образцы с твердосмазочным покрытием MODENGY 1014

Испытания по определению коэффициента трения проведены в вакууме при давлении менее 10^-4 Па и при температуре +250 ℃ на специальном стенде (рис. 2).

Рис. 2. Трибологический вакуумный стенд «ВС-01»

Трибологические испытания проводили в соответствии со стандартом ASTM G133 (испытания на трение при возвратно-поступательном движении) по схеме «шар по плоскости». Материал шарика — сталь ШХ15, диаметр — 6,35 мм.

Стенд оснащен аналого-цифровым преобразователем, вакуумметром, тензорезистором для измерения силы трения и термопарой.

Результаты и обсуждение

В ходе проведения эксперимента были получены значения коэффициента трения для каждого из образцов, которые представлены ниже (рис. 3).

Рис. 3. Средние значения коэффициента трения в вакууме и на воздухе при температурах +250 °C и +20 °C соответственно

*по результатам одного опыта, требуются повторные испытания

Результаты исследования в вакууме при давлении менее 10^-4Па и при температуре +250 ℃ показали, что покрытие образца MODENGY 1014 имеет наилучший показатель коэффициента трения, равный 0,029. Данный образец наряду с дисульфидом молибдена содержит в составе политетрафторэтилен.

Коэффициент трения покрытия MODENGY 1002 в вакууме равен 0,126. Коэффициенты трения покрытий образцов MODENGY 1053, MODENGY 1005 и MODENGY 1006 равны 0,052, 0,034 и 0,058 соответственно.

На воздухе коэффициенты трения всех образцов выше, чем в вакууме (за исключением MODENGY 1002). Причина заключается в отрицательном воздействии влаги на дисульфид молибдена.

Результаты исследований антифрикционных покрытий MODENGY на основе дисульфида молибдена в вакууме при нагреве до +250 °C и в нормальных условиях эксплуатации были рассмотрены на международной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибология-2022», проходившей в Институте механики металлополимерных систем имени В. А. Белого Национальной академии наук Беларуси, г. Гомель. Исследования проведены научными сотрудниками ИМАШ РАН им. А.А. Благонравова и НИУ МГТУ им. Н.Э. Баумана. Эти данные представляют практический интерес для разработчиков и производителей различного вакуумного оборудования, космической техники, современного энергетического оборудования и др.

Антифрикционные твердосмазочные покрытия производятся в России в городе Брянске по собственной рецептуре компании, которая занимается разработкой и реализацией различных технологий снижения трения и износа.

Список использованной литературы

1. Wang, H., Xu, B., Liu, J. (2012). Solid Lubrication Materials. In: Micro and Nano Sulfide Solid Lubrication. Springer, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-642-23102-5_1

2. Гаврилов К.В., Морозов А.В., Селезнев М.В., Рождественский Ю.В., Хозенюк Н.А., Дойкин А.А., Худяков В.С. Трение и износ. 2020. Т. 41. № 5. С. 647-654.

3. Modengy. Modengy — покрытия для снижения трения: [сайт]. URL: https://modengy.ru/about/ (дата обращения 19.05.2022).

4. Прожега М.В., Рещиков Е.О., Ширшов А.Д., Яковенко Н.Г. Фрикционные свойства полимеров для 3D-печати при трении в вакууме // Трение и износ. — 2020 (41), № 6, 760-767.

Хочешь всегда знать и никогда не пропускать лучшие новости о развитии России? У проекта «Сделано у нас» есть Телеграм-канал @sdelanounas_ru. Подпишись, и у тебя всегда будет повод для гордости за Россию.

Источник: https://modengy.ru/articles/issledo...dena-v-ekstremalnykh-usloviyakh-ek/