Влияние степени дефектности структуры изотропного пиролитического углерода на его твердость и скорость изнашивания

В. А. Хорев; В. И. Румянцев; А. С. Осмаков; М. И. Теневич; В. Н. Фищев; Н. В. Захарова

doi:10.17073/1683-4518-2024-3-31-36

Влияние степени дефектности структуры изотропного пиролитического углерода на его твердость и скорость изнашивания

В. А. Хорев, В. И. Румянцев, А. С. Осмаков, М. И. Теневич, В. Н. Фищев, Н. В. Захарова

https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-31-36

Полный текст:

Аннотация

Повышение эффективности узлов трения в современных силовых машинах и агрегатах достигается подбором специальных материалов. Одним из материалов, способных работать в экстремальных условиях трения, является изотропный пиролитический углерод (ИПУ). Показана применимость спектров комбинационного рассеивания света (КР-спектров) для оценки степени совершенства структуры и характера дефектов ИПУ. На основе анализа КР-спектров высказано предположение о присутствии в структуре ИПУ нанокластеров sp3-гибридных атомов углерода. Исходя из сравнения регрессионных зависимостей скорости изнашивания от плотности и степени совершенства структуры ИПУ показано, что повышенная износостойкость материала достигается при его плотности более 2,1 г/см3.

Ключ. слова

изотропный пиролитический углерод (ИПУ), твердость, скорость изнашивания, спектры комбинационного рассеяния (КР-спектры), нанокластеры, sp3-гибридные атомы углерода,

Об авторах

В. А. Хорев

ООО «Вириал»
Россия
Санкт-Петербург

В. И. Румянцев

ООО «Вириал»
Россия

к. т. н.

Санкт-Петербург

А. С. Осмаков

ООО «Вириал»
Россия

к. т. н.

Санкт-Петербург

М. И. Теневич

ФГБУН «Физико-технический институт имени А. Ф. Иоффе РАН»
Россия
Санкт-Петербург

В. Н. Фищев

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия

к. т. н.

Санкт-Петербург

Н. В. Захарова

ФГБОУ ВО «Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)»
Россия

к. х. н.

Санкт-Петербург

Список литературы

1. Хорев, В. А. Взаимосвязь твердости и скорости изнашивания со степенью дефектности структуры изотропного пиролитического углерода : тез. докл. Международной конференции огнеупорщиков и металлургов (18‒19 мая 2023 г., Москва) / В. А. Хорев, Н. В. Захарова, В. Н. Фищев // Новые огнеупоры. ― 2023. ― № 5. ― С. 44. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2023-5-3-49.

2. Островский, В. С. Искусственный графит / В. С. Островский, Ю. С. Виргильев, В. И. Костиков, Н. Н. Шипков. ― М. : Металлургия, 1986. ― 272 с.

3. Осмаков, А. С. Структура пироуглеродных материалов и ее связь с условиями осаждения : дис. … канд. техн. наук / Осмаков Андрей Сергеевич. ― Л., 1989. ― 146 с.

4. Осмаков, А. С. Изотропный пироуглерод ― материал для контактных уплотнительных систем газотурбинных двигателей (ГТД) и газотурбинных установок (ГТУ) / А. С. Осмаков, О. В. Авдеев, Л. Н. Кочерга [и др.] // Сборник докладов симпозиума в рамках научно-технического конгресса «Международный форум двигателестроения», 2014. ― С. 4.

5. Силаев, В. И. Опыт исследований природных углеродистых веществ и некоторых их синтетических аналогов / В. И. Силаев, В. П. Лютоев, В. А. Петровский, А. Ф. Хазин // Мінералогічний журнал. ― 2013. ― № 35, № 3. ― С. 33‒47.

6. Букалов, С. С. Исследование строения графитов и некоторых других sp2 углеродных материалов методами микроспектроскопии КР и рентгеновской дифрактометрии / С. С. Букалов, Л. А. Михалицын, Я. В. Зубавичус [и др.] // Российский химический журнал. ― 2006. ― Т. 50, № 1. ― С. 83‒91.

7. Casiraghi, С. Bonding in hydrogenated diamondlike carbon by Raman spectroscopy / C. Casiraghi, F. Piazza, A. C. Ferrari [et al.] // Diamond Rel. Mater. ― 2005. ― Vol. 14. ― P. 1098‒1102. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.72.085401.

8. Pimenta, M. A. Studying disorder in graphitebased systems by Raman spectroscopy / M. A. Pimenta, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus [et al.] // Physical Сhemistry Сhemical Рhysics. ― 2007. ― Vol. 9, № 11. ― С. 1276‒1290. DOI: 10.1039/b613962k.

9. Eckmann, A. Probing the nature of defects in graphene by raman spectroscopy / A. Eckmann, A. Felten, A. Mishchenko [et al.] // Nano Letters. ― 2012. ― Vol. 12, № 8. ― Р. 3925‒3930. DOI: 10.1021/nl300901a.

10. Zickler G. A. A reconsideration of the relationship between the crystallite size La of carbons determined by X-ray diffraction and Raman spectroscopy / G. A.Zickler, B. Smarsly, N. Gierlinger [et al.] // Carbon. ― 2006. ― Vol. 44, № 15. ― P. 3239‒3246. DOI: 10.1016/j. carbon.2006.06.029.

11. Maslova, O. A. Determination of crystallite size in polished graphitized carbon by Raman spectroscopy / O. A. Maslova, M. R. Ammar, G. Guimbertiere [et al.] // Physical review B. ― 2012. ― Vol. 86, № 13. ― Article 134205. DOI: 10.1103/PhysRevB.86.134205.

12. Курдюмов, А. В. Об электронографическом дисперсионном анализе графитных материалов с частично трехмерно упорядоченной структурой / А. В. Курдюмов, А. Н. Пилянкевич // Журнал структурной химии. ― 1968. ― Т. 9, № 5. ― С. 858‒862.

13. Хорев, В. А. Трибологические свойства пиролитического углерода в условиях высокоскоростных испытаний / В. А. Хорев, В. И. Румянцев, Г. А. Пономаренко [и др.] // Новые огнеупоры. ― 2020. ― № 1. ― С. 71‒75. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2020-1-71‒75.

14. Нагорный, В. Г. Конструкционные углеродные материалы / В. Г. Нагорный. ― M. : Металлургия, 1985. ― С. 68.

15. Ахназарова, С. Л. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии : уч. пособие для химико-технологических специальностей вузов / С. Л. Ахназарова, В. В. Кафаров ; 2-е изд., перераб. и доп. ― М. : Высшая школа, 1985. ― 327 с.

16. Федосеев, Д. В. Кристаллизация алмаза / Д. В. Федосеев. ― М. : Наука, 1984. ― 136 с.

Дополнительные файлы

Для цитирования: Хорев В.А., Румянцев В.И., Осмаков А.С., Теневич М.И., Фищев В.Н., Захарова Н.В. Влияние степени дефектности структуры изотропного пиролитического углерода на его твердость и скорость изнашивания. Новые огнеупоры. 2024;(3):31-36. https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-31-36

For citation: Khorev V.A., Rumyantsev V.I., Osmakov A.S., Tenevich M.I., Fishchev V.N., Zakharova N.V. Influence of the defects degree in structure isotropic pyrolytic carbon on its hardness and wear rate. NOVYE OGNEUPORY (NEW REFRACTORIES). 2024;(3):31-36. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1683-4518-2024-3-31-36

Обратные ссылки

Обратные ссылки не определены.

ISSN 1683-4518 (Print)

Логин
Пароль