Вышедшие номера
Композиционные материалы с включениями наноструктурного углерода для скользящих электроконтактов
State task, 075-00320-24-00
Лукина И.Н.1, Екимов Е.А.2, Дроздова Е.И.1, Черногорова О.П.1, Дормидонтов Н.А.1
1Институт металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова Российской академии наук, Москва, Россия
2Институт физики высоких давлений им. Л.Ф. Верещагина РАН, Троицк, Москва, Россия
Email: lukina.i.n@yandex.ru
Поступила в редакцию: 15 октября 2024 г.
В окончательной редакции: 15 октября 2024 г.
Принята к печати: 15 октября 2024 г.
Выставление онлайн: 31 января 2025 г.

Для миниатюрных скользящих подшипников и токоподводов синтезированы композиционные материалы (КМ) на основе латуни и меди с регулярным 3D проводящим каркасом с отверстиями, заполненными фуллеритами С60. Образцы КМ получены путем термобарической обработки сеток из латунной проволоки Л80 со стороной ячейки 0.3 и 0.5 mm, заполненных фуллеритами С60. Параметры обработки обеспечивают консолидацию заготовки и превращение фуллеритов в ячейках сетки в монолитные включения сверхупругого твердого углерода с нанокластерной графеновой структурой. Твердость и модуль индентирования углеродной фазы внутри ячеек с размером стороны 0.3 mm (HIT = 24 GPa, EIT = 139 GPa) выше, чем в ячейках сетки с размером стороны 0.5 mm (HIT = 18 GPa, EIT = 105 GPa) при упругом восстановлении 84%. Углеродные включения обеспечивают хорошие триботехнические свойства КМ: коэффициент трения образцов КМ (μ = 0.09-0.13) существенно ниже, чем у латуни (μ = 0.3). Благодаря наличию в структуре непрерывных проводников в виде латунной сетки исследованные образцы КМ имеют достаточно высокую удельную электропроводность (36 MS/m), которая несколько ниже, чем у медного эталона (42 MS/m), но существенно выше, чем у КМ, полученного из смеси порошков металла и фуллерита (10 MS/m). Ключевые слова: фуллерены, высокое давление, структура, твердость, трибологические свойства, удельная электропроводность.
  1. Н.К. Мышкин, В.В. Кончиц, М. Браунович. Электрические контакты (Издат. дом "Интеллект", Долгопрудный 2008)
  2. M. Balasubramanian. Composite materials and processing (Boca Raton e.a.: CRC Press, 2014)
  3. V.D. Blank, S.G. Buga, G.A. Dubitsky, N.R. Serebryanaya, M.Yu. Popov, B. Sundqvist. Carbon, 36 (4), 319 (1998). DOI: 10.1016/S0008-6223(97)00234-0
  4. V.V. Brazhkin, A.G. Lyapin. J. Superhard Mater., 34 (6), 400 (2012). DOI: 10.3103/S1063457612060135
  5. M. Alvarez-Murga, J.L. Hodeau. Carbon, 82 (C), 381 (2015). DOI: 10.1016/j.carbon.2014.10.083
  6. O. Chernogorova, E. Drozdova, I. Ovchinnikova, A. Soldatov, E. Ekimov. J. Appl. Phys., 111, 112601 (2012). DOI: 10.1063/1.4726155
  7. A. Leyland, A. Matthews. Surf. Coat. Technol., 177- 178, 317 (2004). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2003.09.011
  8. В.В. Измайлов, И.Н. Ушакова, Е.И. Дроздова, О.П. Черногорова, Е.А. Екимов, Д.А. Гусев. Трение и износ, 37 (3), 328 (2016). DOI: 10.3103/S1068366616030089
  9. A.C. Ferrari. Mat. Res. Soc. Symp. Proc., 675, 1151 (2001). DOI: 10.1557/PROC-675-W11.5.1
  10. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B: Condens. Matter., 61 (20), 14095 (2000). DOI: 10.1103/PhysRevB.61.14095