Теоретико-экспериментальное изучение трибологических характеристик углерод-углеродных композитов

Углерод-углеродные композитные материалы (УУКМ) в настоящий момент находят широкое применение в качестве фрикционных материалов в тяжелонагруженных трибосопряжениях (тормозах и сцеплениях). Высокая механическая прочность этих материалов в сочетании с жаропрочностью и износостойкостью вызывают к углеродным композитам интерес не только с точки зрения использования их во фрикционных узлах трения, но и перспективу их применения в подшипниках, уплотнениях, клапанах и многих других трибосопряжениях.

В лаборатории трибологии Института проблем механики РАН

• Создана уникальная установка для фрикционных испытаний УУКМ при высоких температурах в различных средах (воздух, инертный газ и т.д.).
• Разработаны экспериментальные методики:
  • определения трибологических свойств (коэффициента трения и износостойкости) УУКМ в стационарных режимах трения с использованием метода планирования и анализа эксперимента,
  • изучения процессов, протекающих на фрикционном контакте при заданных нагрузочно-скоростных параметрах, основанные на микроструктурном анализе поверхности трения до и после трибологических испытаний.
• Проведен сравнительный анализ трибологических характеристик образцов, изготовленных из используемых в авиационных тормозах УУКМ, а также разрабатываемых новых композитов, в бескислородной среде в широком диапазоне температур (до 1200 °С) при удельных нагрузках, характерных для реального узла трения.
• Разработаны методика и установка для изучения трибологических характеристик отдельных жгутов углеродных волокон, которыми армируется композит.
• Построена модель для изучения влияния структуры волокнистого композита на формоизменения его поверхности и скорость изнашивания в установившемся режиме фрикционного взаимодействия.

• 
  Установка для испытаний
  материалов на трение и износ
  при высокой температуре
  в регулируемой атмосфере
• 
  Образец для испытаний
  из углерод-углеродного композитного
  материала на основе ПАН ткани
• 
  Моделируемое расположение
  пучков и отдельных волокон
  на поверхности трения
• 
  Расчётная форма
  изношенной поверхности

См. также:

• Буковский П.О. Теоретико-экспериментальное изучение фрикционных характеристик углерод-углеродных композитных материалов. Дисс. к.ф.-м.н. М.: 2023.
• Буковский П.О., Морозов А.В., Кулаков В.В. и др. Триботехнические свойства углерод-углеродных фрикционных композитов при высоких температурах // Трение и износ. 2022. Т. 43. № 5. С. 491-501.
  DOI: 10.32864/0202-4977-2022-43-5-491-501
  elibrary.ru/item.asp?id=49726153
  = Bukovskiy P.O., Morozov A.V., Kulakov V.V. et al. High-temperature tribotechnical properties of carbon–carbon friction composites // Journal of Friction and Wear. 2022. V. 43. No. 5. P. 491-501 DOI: 10.3103/S1068366622050026
• Буковский П.О., Горячева И.Г. Теоретико-экспериментальное исследование контактно-усталостного разрушения углерод-углеродных композитов // Трение и износ. 2021. Т. 42. № 5. С. 539-551. DOI: 10.32864/0202-4977-2021-42-5-539-551
  elibrary.ru/item.asp?id=47311427
  = Bukovskiy P.O., Goryacheva I.G. Theoretical and experimental study of fatigue failure of contact in carbon–carbon composites // Journal of Friction and Wear. 2021. Vol. 42. No. 5. P. 349-358. DOI: 10.3103/S1068366621050032
• Горячева И.Г. Теоретико теоретико-экспериментальное исследование изнашивания волокнистых композитных материалов // Трибология - машиностроению: Труды XIII Международной научно-технической конференции. 2020. С. 89-92.
  elibrary.ru/item.asp?id=44422252
• Буковский П.О. Сравнительная оценка трибологических свойств углерод-углеродных композиционных материалов // Научные труды VI Международной научной конференции "Фундаментальные исследования и инновационные технологии в машиностроении". 2019. С. 81.
  PDF

Информация на июль 2023 г.