ВПЛИВ НАНО-BN НА ТРИБОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ КОМПОЗИТІВ З АРАМІДНОГО ВОЛОКНА

Анотація

Арамідні волокна характеризуються відмінними механічними властивостями та термічною стабільністю, проте мають обмеження у трибологічних застосуваннях через інертність поверхні. У цьому дослідженні арамідні волокна були модифіковані за допомогою силанного сполучного агента KH550. Потім були виготовлені композити, що містять різну кількість нано-BN (від 0 до 2,5%), з використанням епоксидної смоли та арамідного волокна за допомогою процесу вакуумного інфузування. Метод інфрачервоної Фур’є-спектроскопії підтвердив успішне модифікування волокон, показавши нові піки при 2925, 2852 і 3310 см^–1 від метиленових, метоксильних і аміногруп відповідно. Включення нано-BN були підтверджені методами сканувальної електронної мікроскопії (SEM) з енергодисперсійною рентгенівською спектроскопією (EDS) шляхом виявлення елементів B і N. Трибологічні випробування на тестері MFT-3000 під навантаженням 100 Н з частотою 10 Гц, тривалістю 15 хв при відстані зносу 1 мм показали оптимальні характеристики при вмісті 0,5% (мас.) нано-B. За даними SEM, коефіцієнт тертя становить »0,4, а швидкість зносу — 6,2 × 10^–10 м³ · (Н  × м)^–1, що пояснюється стабільною плівкою перенесення, яка зменшує прямий контакт. Однак зі збільшенням вмісту BN посилюється агломерація нано-BN, що призвело до підвищення як коефіцієнта зносу, так і коефіцієнта тертя. Крім того, навантаження і швидкість тертя мали значний вплив на характеристики тертя і зносу композитів, причому більш висока швидкість тертя підвищувала і швидкість зносу, і нестабільність коефіцієнта тертя. Основним механізмом зносу визначено адгезійний знос. Нано-BN відігравав вирішальну роль у сприянні утворенню плівки перенесення, підвищуючи зносостійкість композитів і ефективно знижуючи коефіцієнт тертя.