автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.04, диссертация на тему:Электрохимические свойства поверхности трения при самоорганизации в условиях избирательного переноса

На правах рукописи.

БЕЛИКОВА Мария Андреевна

ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ ТРЕНИЯ ПРИ САМООРГАНИЗАЦИИ В УСЛОВИЯХ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ПЕРЕНОСА

Специальность 05 02.04 - Трение и износ в машинах.

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Ростов-на-Дону 2007 г.

003160548

Работа выполнена на кафедре «Химии» государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования Донского государственного технического

университета.

Научный руководитель Заслуженный деятель науки РФ,

лауреат премии Президента РФ, доктор технических наук, профессор Кужаров А.С.

Официальные оппоненты доктор технических наук,

профессор Кохановский В. А.

кандидат технических наук Беседииа Е. В.

Ведущее предприятие ФГУП ОКТБ «Орион»

Защита состоится «,SOj> 2007 г в 10 часов на заседании

диссертационного Совета Д 212 058 02 в Донском государственном техническом университете (ДГТУ) по адресу 344010, г Ростов-на-Дону, пл. Гагарина, 1, ауд -252.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДГТУ

Отзыв в 2-х экземплярах, заверенных печатью, просим выслать в диссертационный Совет по указанному адресу.

Автореферат разослан » C£sif,Jc)AS2.007 г.

Учёный секретарь диссертационного Совета, д т.н, проф.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Развитие машиностроения и рост производительности технологических систем требует непрерывного повышения надежности и долговечности современных машин, механизмов и технологических комплексов

Известно, что около 20% ежегодной выплавки металлов и до ]0% национального дохода в развитых индустриальных странах расходуется на ремонт и восполнение утраченных от изнашивания и коррозии металлоконструкций В связи с этим разработка средств и методов, позволяющих получать в реальном масштабе времени информацию о физико-химических процессах, ответственных за" износ и коррозию, в том числе и контактирующих при трении металлов и сплавов, и управлять ими является актуальной

Одновременно с этим недостаточно изученная и не до конца выявленная взаимосвязь электрохимических и фрикционных характеристик трибосистем не позволяет до сих пор осуществлять научно обоснованный и целенаправленный выбор как состава конструкционных материалов узлов трения и смазочной среды, так и уровня допускаемых внешних воздействий Особое значение это приобретает в самоорганизующихся трибосистемах, в частности, при реализации эффекта безызносности при трении, где электрохимические механизмы играют решающую роль как для формирования сервовитной пленки, так и управления самоорганизацией фрикционного контакта. Актуальность темы определяется еще и тем, что в ряде случаев только электрохимические методы позволяют проводить in situ исследования поверхности фрикционного контакта, поскольку их информативность обусловлена количественной зависимостью электрохимических характеристик поверхности трения от природы и скорости протекания физико-химических процессов в зоне контакта.

Цель работы: Целью работы является обеспечение возможности управления трибоэлектрохимическими процессами самоорганизации при трении и создание современных высокоэффективных смазочных материалов на основе исследования взаимосвязи электрохимических свойств поверхности трения с триботехническими характеристиками в режиме безызносности.

Для реализации данной цели необходимо решение следующих

задач

1 Изучение влияния потенциала трущейся поверхности металла на коэффициент трения и интенсивность изнашивания в режиме избирательного переноса,

2 Разработка с учетом электрохимических особенностей физико-химической модели трибосистемы, обеспечивающей объяснение трибохимических реакций и образование медьсодержащих продуктов, в частности, координационных соединений и нанокластеров при трении в режиме безызносности;

3. Экспериментальное исследование кинетики трибохимических превращений, их связи с потенциалом нулевого заряда (п н з) и выявление его роли в процессе самоорганизации при трении;

4 Обоснование возможности расширения номенклатуры рабочих сред, обеспечивающих, реализацию избирательного переноса, за счет полиатомных спиртов и проведение ускоренных триботехнических испытаний опытных образцов,

5 Оценка эффективности СОТС, реализующей эффект безызносности при резании металлов в промышленных условиях. Научная новизна и значимость:

1 Установлен немонотонный характер зависимости коэффициента трения и изнашивания при трении бронзы по стали в режиме безызносности от величины внешнего потенциала поляризации в ряду одно-, двух- и трехатомных спиртов Показано, что минимальные значения коэффициента трения соответствуют потенциалам поляризации, при которых в смазочной среде накапливается максимальное количество медьсодержащих продуктов трибопревращений и наоборот

2. Разработана методика моделирования путем электролиза металлов или растворов их соединений в водноспиртовых средах при возбуждении в жидкости кавитации ультразвуковым воздействием физико-химических процессов и трибохимических, в том числе супрамолекулярных, реакций в трибосистемах, реализующих избирательный перенос при трении.

3. Показано, что определенные современными методами физико-химического анализа (ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия, атомно-силовая микроскопия) продукты трибохимических превращений при реализации эффекта безызносности при трении тождественны продуктам, получаемым в модельных условиях.

4. Экспериментально обоснована возможность определения п н з металлов методом поляризации в ультразвуковом поле В систематическом ряду одно-, двух и трехатомных спиртов выявлено влияние атомности спирта и длины углеводородной цепи на величину п н з в модельных условиях и при трении

5. Выявлена роль п н.з. меди в реализации механизма самоорганизации при трении. Показано, что концентрационные автоколебания медьсодержащих продуктов в смазке, колебания размеров трущихся тел и перенос металла с одной трущейся поверхности на другую в установившемся режиме избирательного переноса обусловлен изменением знака потенциала поверхности трения (относительно п н з.) при фрикционном взаимодействии

Практическая ценность:

1 Установлена возможность сокращения времени перехода' трибосистемы в режим избирательного переноса путем внешней поляризации при потенциалах, соответствующих максимальному накоплению медьсодержащих продуктов при трении Определены границы величин электродных потенциалов, отвечающих минимальным значениям коэффициента трения и интенсивности изнашивания при трении пары бронза-сталь в систематическом ряду одно-, двух- и трехатомных алифатических спиртов

2 Расширена номенклатура сред за счет водных растворов полиатомных спиртов, обеспечивающих избирательный перенос в парах трения медный сплав-сталь.

3. Разработан состав новой экологически безопасной СОТС, обеспечивающей повышение стойкости твердосплавного инструмента при механической обработке

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на

• Международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э Баумана, - Москва,-2005,

• III Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов (ядерный магнитный резонанс, хроматография/масс-спектрометрия, ИК-Фурье спектроскопия и их комбинации) для изучения окружающей среды, включая секции молодых ученых Научно-образовательных центров России, -Ростов-на-Дону, -2005;

• Конференции «Актуальные проблемы экономики, права, философии и естествознания», Египет, -Хургада, -2005,

• Международной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибология (ПОЛИКОМТРИБ-2005)», -Гомель, -2005;

• IV Международной научно-практической конференции «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике», -Новочеркасск, -2005,

• Международной научно-практической конференции «Проблемы трибоэлектрохимии», -Новочеркасск, - 2006,

Международной научно-практической конференции «Славянтрибо-7а», Рыбинск-Санкт-Петербург-Пушкин, -2006,

• VIII Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем «ДТС-2007», -Ростов-на-Дону, -2007

Публикации: По результатам исследования опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка использованных источников из 115 наименований. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 18 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность темы диссертационной работы, сформулированы цель работы, основные её задачи, научная новизна и практическая значимость

ГЛАВА 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

Анализ литературных данных о влиянии поляризации на триботехнические характеристики пар трения показывает возможность повышения износостойкости и управления процессами трения и износа путем использования внешней поляризации. Параметры поляризации при этом влияют на механические и триботехнические свойства поверхностных слоев металлов, состав и свойства пленок вторичных структур. Показана' возможность использования внешней поляризации для управления процессами коррозионно-эрозионного и кавитационно-эрозионного изнашивания металлов.

Выявлено, что электрохимические характеристики поверхности металлов и сплавов в процессах трения и изнашивания твердых тел, особенно при трении в растворах электролитов, предопределяют

параметры фрикционного взаимодействия, играя важнейшую роль в формировании граничных слоев на трущихся поверхностях

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Трибологические исследования и исследования электрохимических свойств поверхности фрикционного взаимодействия металлов и сплавов проводились на машине торцевого трения типа АЕ-5 с использованием импульсного потенциостата ПИ-50 1 1 и программатора П-8 в трехэлектродной электрохимической ячейке.

Физико-химическое моделирование исследуемых трибосистем осуществлялось в стеклянных батарейных стаканах на медных электродах В качестве источника тока использовался потенциостат ПИ-50.1 1, внешние силовые воздействия имитировались ультразвуковым полем, задаваемым низкочастотным УЗ-диспергатором УЗДН-1.

В качестве смазочных сред использовались 80%-водные растворы спиртов, метанола, этанола, пропанола-1, этиленгликоля, пропандиола-1,2, пропандиола-1,3, бутандиола-1,4, пентандиола-1,5, глицерина

В качестве материалов пар трения и электродов при моделировании применялись медь М1, сталь 45, латунь Л60, бронза БрОЗЦ12С5.

Топография, химический состав и структура поверхностных слоев при трении исследовались современными средствами физико-химического анализа Функциональный анализ трибохимических изменений смазочных сред выполнен с использованием ИК-спектроскопии, количественные изменения состава смазки спектрофотометрией в видимой области, топографические исследования наноразмерных кластерных структур меди, полученных при трении и в" модельных условиях, проводились с помощью атомно-силовой микроскопии

Все полученные экспериментальные результаты обрабатывались статистически

ГЛАВА 3. ПОЛУЧЕННЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1 Электрохимическое окисление, эрозия и изнашивание меди в водных растворах спиртов

3.1.1. Влияние поляризации на электрохимическое окисление меди при изучении электрохимической составляющей коррозии в безводном

глицерине, воде и водноглицериновом растворе сводится к тому, что потенциал максимума убыли массы в водноглицериновом растворе смещается в анодную область потенциалов и сопровождается почти двукратным увеличением скорости электрохимического окисления по сравнению с водой и безводным глицерином. Это, несомненно, связано с участием воды как в коррозионном, так и в трибокеррозионном процессе и подтверждается результатами ab initio хвантово-химических расчетов, согласно которым молекулы воды принимают участие в образовании координационных соединений меди и влияют на стехиометрию и состав образующихся при трении стабильных комплексов, обеспечивающих перенос меди с одной поверхности взаимодействующих при трении металлов на другую в режиме избирательного переноса

3.1.2. Исследование скорости изнашивания меди в -модельных условиях, имитирующих фрикционное взаимодействие путем ультразвуковой обработки с одновременной поляризацией образца в глицерине и его водных растворах, обнаруживает увеличение изнашивания в воде практически в 10 раз по сравнению с водноглицериновым раствором, тогда как в безводном глицерине наблюдается увеличение этого параметра относительно водноглицеринового раствора только в 2 раза, свидетельствуя о специфических процессах адсорбции водной компоненты раствора на поверхности металла в анодной области потенциалов

При этом скорость изнашивания меди в модельных условиях в 2,5-4 раза выше, чем скорость электрохимического окисления меди в исследуемых средах, что является следствием ультразвукового воздействия, имитирующего механическую составляющую фрикционного процесса.

Таким образом, комплексное воздействие поляризации и ультразвуковой обработки на медный образец обеспечивает значительно бблыную бкорость потери массы медного образца как по сравнению с поляризационным воздействием, так и по сравнению с ультразвуковой обработкой. Это обстоятельство позволяет использовать комплексное воздействие (электролиз в ультразвуковом поле) для проведения ускоренных испытаний, имитирующих трение

3.1.3. Влияние природы спирта на зависимости скорости изнашивания меди в модельных условиях и интенсивности изнашивания пары трения медь-сталь от потенциала выполнено на алифатических спиртах при варьировании длины углеводородного радикала и атомности спирта. Установлено, что с увеличением длины углеводородного радикала в ряду одноатомных спиртов метанол - этанол - пропанол-1 (рис 1) и атомности

спирта при одинаковой длине углеводородного радикала в ряду пропанол-1- нропандиол-),3-глицерин (рис,2), используемых в качестве модельных смазочных сред, интенсивность изнашивания пары трения мель-сталь снижается (рис. 1,2). Идентичные результаты получены и в модельных условиях.

Рис.1. Зависимость интенсивности изнашивания пары трения медь-сталь от диэлектрической проницаемости (а) и дипольного момента (6) в ряду метан о л-этанол-пропанол-1,

(Л 1й

й 16

-

3 14

¿г

12

х

1 10 :

3 е ■

ж

ё 6

О

1 4

я

I г

0

припалил-1

м |1"| 1.1 ПД | им I .3

% 1® Ц 16

2 14 Д

3 12

10 &

В 4

2

11.2 за 41,14

Диэлектрическая п ротищ» ем ость. К

(¡ми:.п!-.| 1

- 3

■

■с л |

1

|| 1 иц|:1н;||И1.^ 1.3 ЯН 1 ишстп!

НИ

1.4-1

1,6.1

ДипольныЛ момент, М

Рис.2, Зависимость интенсивности изнашивания пары трения медь-сталь от диэлектрической проницаемости (а) и дипольного момента (б) в ряду пропанол-1-пропандиол-1,3-глицерин.

Одновременное увеличение длины углеводородного радикала и атомности спирта а ряду метанол-этиленгликолъ-глицерин также приводит к уменьшению интенсивности изнашивания (рис.З).

Диэлектрическая проницаемость, Е ДипольиыП момент, М

Рис.З- Зависимость интенсивности изнашивания пары трения медь-сталь ■ от диэлектрической проницаемости (а) и дипольного момента (6) в ряду мета) гол-этиле нгликоль-гл и цсрин.

Сравнение результатов, полученных при трении и в модельных условиях, показывает, что скорость изнашивания медного образца при проведении исследований в модельных условиях всегда значительно выше скорости изнашивания при трении. Последнее может быть связано с особым механизмом формирования и свойствами образующейся из нанокласгсров меди сервовитной пленки на поверхности стали при трении в режиме безызносности.

3,2. Потенциал нулевого заряда поверхности фрикционного контакта в условиях безызносного трения и триботехнические свойства пары трения медный сплав-сталь в водноспирговых средах 3.2.1. Сравнение потенциалов минимума скорости изнашивании в модельных условиях и п. н.э. меди, определенных методом дифференциальной емкости в водных растворах одно-, двухатомных спиртов и глицерина обнаруживают удивительное сходство; потенциалы минимумов дифференциальной емкости и скорости изнашивания меди в модельных условиях фактически совпадают {рис.4,5).

3*? 3

3 ?

8ч

3 2 2 • 2

2 Й

« .

1 § II О

г

$ :

Под

и

0,4

4-

0,3 0,2

0,1 0

-50 Е, МВ

-200 ' -Ю0

Е, МВ Е, мВ

Рис,4. Зависимость дифференциальной емкости (1) меди и изнашивания (2) меди в модельных условиях от потенциала в 20%-водных растворах- а - метанола, б- этиленгликоля, в—глицерина.

60

Я ь

I 8

0 •

8 <а в *

№

1 И

5С

30

1 й

8 § И ?

т

N

'26 и

0,2

0,1

О

Е.мВ

200 Е,мВ

Рис.5. Зависимость дифференциальной емкости (1) меди и скорости изнашивания (2) меди в модельных условиях от потенциала в 20%-водных растворах: а - этиленгликоля, б- пропандиола-1,3, в -бутандиола-1,4, г - пентандиола-1,5.

При этом увеличение длины углеводородного радикала в ряду одноатомных и двухатомных спиртов, а также увеличение их атомности приводит к смещению потенциала минимума скорости изнашивания в модельных условиях и дифференциальной емкости в область более положительных значений потенциалов.

Поскольку определение минимума на кривых зависимости дифференциальной емкости от потенциала является стандартным

методом определения потенциала нулевого заряда, то разработанная методика ультразвукового воздействия с одновременной поляризацией образца (рис.4,5) может быть использована в качестве основы для разработки альтернативной методики определения п.н з 3.2.2. Зависимость триботехнических свойств системы «медь-водный раствор спирта-сталь»: интенсивности изнашивания и коэффициента трения (рис.6) от приложенного извне потенциала, представляют собой кривые с максимумом, величина потенциала которого соответствует потенциалу нулевого заряда меди, определенному по кривым дифференциальной емкости и скорости изнашивания в модельных условиях в исследованных водноспиртовых средах

30

а Ы

3 Л'

25

20 -

15 -

10

5 -

О -1

о -1

-50

150

60 Е. мВ

Рис.6. Зависимость интенсивности изнашивания (I) и коэффициента трения (2) в системе «медь-водный раствор пропандиола-1,2-сталь» от потенциала.

Увеличение числа гидроксильных групп в молекулах спирта в ряду пропанол-1 - пропандиол-1,3 - глицерин и увеличение длины углеводородного радикала в ряду двухатомных спиртов этиленгликоль -пропандиол-1,3 - бутандиол-1,4 - пентандиол-1,5 приводит к смещению максимумов интенсивности изнашивания и коэффициента трения в область анодных значений потенциалов. Значения коэффициентов трения и интенсивностей изнашивания при этом закономерно уменьшаются.

Соответствие максимумов интенсивности изнашивания и коэффициента трения п.н.з. обусловлено тем, что п.нз соответствует

минимальная толщина диффузной части двойного электрического слоя на поверхности электрода (поверхности трения) и, соответственно, минимальная толщина серфинг-слоя и максимальное сближение поверхностей контактирующих при трении металлов. 3.2.3.Сопоставление электрохимических и триботехнических характеристик поверхности трения в самоорганизующихся трибосистемах, т.е. зависимости скорости изнашивания медного электрода в модельных условиях и коэффициента трения (рис 7) в установившемся режиме в паре медь-сталь от приложенного потенциала поверхности имеют явно выраженный экстремальный характер, причем, минимуму скорости изнашивания в условиях, моделирующих трение, отвечает максимум коэффициента трения.

3,5

Е

2,5

I 1,5

0,5

Й 0-1

2,5-1

1,5

«•Ч

0,5

-100

-50 О

Б, мВ

Рис.7 Зависимость коэффициента трения в паре медь-сталь (1) и скорости изнашивания медного образца в модельных условиях (2) от потенциала в водном растворе глицерина.

Во всех исследованных трибосистемах смещение потенциала поверхности трения от потенциала нулевого заряда приводит к улучшению триботехнических характеристик, что может быть связано с накоплением необходимых для реализации избирательного переноса медьсодержащих продуктов в объеме смазки в анодной (относительно потенциала нулевого заряда) области потенциалов или с формированием сервовитной пленки - в катодной области

На основании представленных результатов можно полагать, что наблюдаемые ранее концентрационные автоколебания медьсодержащих продуктов в смазке, перенос металла с одной трущейся поверхности на

другую в установившемся режиме избирательного переноса обусловлен переполюсовкой (относительно потенциала нулевого заряда) поверхности фрикционного контакта в процессе трения, а потенциал нулевого заряда является одним из управляющих параметров в механизмах самоорганизации при трении в режиме безызносности и может быть использован для регулирования трибологических процессов в ходе эволюции трибосистем

3.3. Исследование зависимости электродного потенциала меди и концентрации медьсодержащих продуктов в водноглицериновой среде от времени

Одновременная регистрация изменения потенциала медного электрода и концентрации Си+2 в водноглицериновой среде в статических условиях обнаруживает смещение электродного потенциала в область анодных значений. В то же время, концентрация Си+2 в исследуемом растворе увеличивается во времени за счет перехода Сии —» Си+2, при этом увеличение концентрации Си+2, определенной спектрофотометрически, сопровождается уменьшением электродного потенциала поверхности, и наоборот

Учитывая, что при фрикционном взаимодействии избирательный перенос в системе «медный сплав-водный раствор глицерина-сталь» наступает при накоплении в объеме смазочной среды нанокластеров и соединений Си+2, необходимых для формирования сервовитной пленки, то введение ионов Си+2 в водноглицериновый раствор приводит к сокращению времени стабилизации электродного потенциала медного электрода и более быстрому переходу системы в режим избирательного переноса

Сравнительный анализ зависимости электродного потенциала медного образца в статических условиях в водноглицериновой среде и поверхности трения в системе «бронза-водный раствор глицерина-сталь» в процессе фрикционного взаимодействия обнаруживает однотипный характер, однако в статических условиях накопление медьсодержащих продуктов, необходимых для формирования сервовитной пленки, требует гораздо большего времени, чем в условиях трибовзаимодействия.

3.4. Исследование продуктов трибохимических превращений моно-, диатомных спиртов и глицерина при трении и в модельных условиях 3.4.1. Спектрофотометрическое исследование водноглицеринового раствора после использования его в качестве смазочной среды при моделировании условий фрикционного взаимодействия выявляет наличие

в объеме смазочного материала медьсодержащих продуктов, идентичных образующимся при трении пары бронза-сталь.

Спектрофотометрическое исследование наличия медьсодержащих продуктов, в частности, ионов Си+1, Си+2, комплексных соединений Си+2 в водноглицериновой среде, образующихся при комплексном воздействии ультразвука и поляризации, показывает, что максимальные количества продуктов трибохимических превращений образуются в анодной области потенциалов. При этом обнаруживается снижение концентраций Си+1 во всей исследуемой области потенциалов и увеличение концентрация Си+2, связанное с переходом Си+1—>Си+2 и колебательный характер изменения концентрации комплексных соединений меди с течением времени.

Необходимо отметить, что в водноглицериновом растворе после использования его в качестве смазочной среды при трении, в отличие от модельных условий, обнаруживается ббльшая концентрация комплексных соединений, участвующих, как было показано ранее, в формировании сервовитной пленки.

Полученные модельные результаты согласуются с данными трибологического эксперимента: максимальные значения коэффициента трения наблюдаются при потенциалах, соответствующих минимальным концентрациям медьсодержащих продуктов, и наоборот. 3.4.2. ИК-спектроскопия отработанных при трении бронзы по стали растворов спиртов показывает, что во всех исследованных спиртах после их использования в качестве смазочной среды и в модельных условиях, и при трении обнаруживаются кроме характерных полос поглощения функциональных групп, соответствующих валентным и деформационным колебаниям химических связей С-Н, С-С, С-О и О-Н, имеющихся в исходных спиртах, появляются полосы поглощения карбонильной -С=0 и карбоксильной групп -СООН, свидетельствующие о протекании трибоокислительных процессов как в условиях поляризации с одновременным ультразвуковым воздействием, так и при трении. Кроме этого, во всех исследуемых системах проявляется характерная двойная полоса поглощения хелатных комплексов и енольных систем С(ОН)=СН-СО- в области 2900-3000СМ"1.

Кроме того, наличие сильной и широкой полосы поглощения с максимумом при 3200-3400см"' в спектрах всех исследованных систем, характерной для полимерных соединений, содержащих в своем составе ОН-группы, связано не только с трибоокислением, но и полимеризацией смазочного материала.

Таким образом, на основании данных спектрофотометрии и ИК-спектроскопии становится очевидным, что трибопревращения,

происходящие на поверхности фрикционного контакта при трении и химические реакции на медном электроде при воздействии ультразвука с одновременной поляризацией обладают удовлетворительной сходимостью,

3.4.3. Исследование нанорязмернмх кластерных структур меди, полученных в модельных условиях при ультразвуковом воздействии в полу контактном режиме атомно-силовой микроскопии (ЛСМ) свидетельствует об их слоистой структуре (рис.8).

рт

Рис.8. Атомно-снловая микроскопия кластеров меди, полученных в водно-глицериновой смеси.

Последнее позволяет утверждать, что в условиях проводимых экспериментов в водных растворах спиртов и глицерина, в частности, наблюдаются не только процессы трибоокисленим меди и спирта с последующей трибокоординацией, но и процессы кластеризации. При этом осаждаемые при образовании сервовитной плёнки кластеры представляют собой стопки наноразмерных пластин меди, каждая толщиной порядка (00 нм, которые явно отделены друг от друга.

Следовательно, В смазочной среде при самоорганизации в условиях избирательного переноса находятся медьсодержащие продукты, представляющие собой как координационные соединения двухвалентной меди, так и иаиоразмернме кластеры меди, соотношения между которыми зависят от условий фрикционного взаимодействуя.

3.5. Разработка и оптимизация состава СОТС с учетом ее трибоэлектрохимических особенностей

На основании полученных в работе экспериментальных данных о взаимосвязи электрохимических и триботехнических характеристик фрикционного контакта медь-сталь в среде многоатомных спиртов разработана новая СОТС, используемая на операциях лезвийной механической обработки металлов. Исследования триботехнических характеристик на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75, сравнительные испытания на высыхание по ГОСТ 2917-76, исследования на биостойкость позволили оптимизировать качественный и количественный состав СОТС.

4. Общие выводы

1. Установлен колебательный характер зависимости коэффициента трения и интенсивности изнашивания в режиме эффекта безызносности от величины задаваемого извне потенциала поляризации в системе «бронза-водный раствор спирта-сталь» в ряду одно-, двухатомных спиртов и глицерина Показано, что максимальные значения коэффициента трения наблюдаются при потенциалах, соответствующих содержанию минимальных количеств медьсодержащих продуктов, и наоборот, минимальные значения коэффициента трения соответствуют потенциалам поляризации, при которых в объеме смазки накапливается максимальное количество медьсодержащих продуктов трибопревращений

2 Разработана физико-химическая модель трибосистем «медный сплав-водный раствор спирта-сталь» и обоснована ее адекватность в процессе реализации избирательного переноса при трении в режиме безызносности

3 Установлена возможность и разработана методика определения п.н з. металлов методом поляризации в ультразвуковом поле в систематическом ряду одно-, двухатомных спиртов и глицерина Показано, что увеличение длины углеводородного радикала в ряду одноатомных спиртов, возрастание атомности спирта при одинаковой длине углеродной цепи, а также одновременное увеличение длины углеводородного радикала и атомности исследуемых спиртов, приводит к улучшению трибологических характеристик фрикционной системы «медь-водный раствор спирта-сталь» и снижению скорости изнашивания в модельных условиях

4. Установлено, что введение ионов Си+2 сокращает время стабилизации электродного потенциала медного электрода в

водноглицериновом растворе и растворах других исследованных спиртов, что может быть использовано для более быстрого перевода фрикционной системы «медный сплав-водный раствор глицерина-сталь» в режим избирательного переноса.

5. На основе модельных и подтверждающих их натурных экспериментальных исследований существенно расширена номенклатура сред, включая одно- и двухатомные спирты, обеспечивающих реализацию избирательного переноса в трибосистемах «медный сплав-водный раствор спирта-сталь». *

6. Новая экологически безопасная СОТС, модифицированная введением бактерицидных компонентов, показала удовлетворительные результаты в натурных испытаниях при расточке отверстий для последующего восстановления тяги люлечной подвески железнодорожного вагона, о чем свидетельствует повышение на 36% стойкости твердосплавных расточных резцов.

Основные положения диссертации опубликованы в 11 работах-

1 Кужаров А С. Моделирование трибоэлектрохимических особенностей эффекта безызносности при трении / A.C. Кужаров, В.Э. Бурлакова, М.А Беликова // Международный симпозиум, посвященный 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана «Образование через науку», 17-19 мая: тез. докл.,-М, 2005 -С. 651-652.

2. Кавитациоиный износ меди в условиях поляризации как модель трения в режиме безызносности /A.C. Кужаров, ВЭ. Бурлакова, MA. Беликова и др. // Материалы III Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов (ядерный магнитный резонанс, хроматография/масс-спектрометрия, ИК-Фурье спектроскопия и их комбинации) для изучения окружающей среды, 21-25 марта, тез докл. -Ростов н/Д, 2005. - С. 95-96.

3. Исследование эксплуатационных свойств синтетической СОТС СБ-1/ М.А. Беликова, B.C. Болотников, В Э Бурлакова и др. // Вестник Дон. гос техн ун-та, -2005 - Т. 5, № 5(27). - С. 721-727

4. Трибоэлектрохимические аспекты самоорганизации трибосопряжений / АС. Кужаров, В.Э. Бурлакова, М.А Беликова и др.// Актуальные проблемы экономики, права, философии и естествознания: Тез. докл. конф., 28 января-4 февраля. -Египет, -Хургада, 2005 - С.114.

5. Роль воды в процессе самоорганизации и формировании сервовитной пленки / A.C. Кужаров, В.Э. Бурлакова, M А Беликова и др // IV Международная научно-практической конференция «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике», 4 ноября: тез. докл -Новочеркасск, 2005. - С. 5-7.

6 Трибоэлектрохимические свойства меди в условиях, моделирующих эффект безызносности при трении /А С Кужаров, В Э. Бурлакова, М А Беликова и др // Международная научно-техническая конференция «Полимерные композиты и трибология (ПОЛИКОМТРИБ-2005)», 18-21 июля тез докл - Гомель, 2005 - С 298299.

7 Беликова М А. Электрохимические аспекты реализации избирательного переноса / М А Беликова, В Э Бурлакова // Международная научно-практическая конференция «Проблемы трибоэлектрохимиии», 16-19 мая тез докл - Новочеркасск, 2006 - С 1819

8 Кужаров А С Потенциалы нулевого заряда поверхности трения в самоорганизующихся трибосистемах / А С Кужаров, В Э Бурлакова, М А Беликова // Международная научно-практическая конференция «Проблемы трибоэлектрохимиии», 16-19 мая тез докл -Новочеркасск, 2006 -С 122-125

9 Кужаров А С Потенциал нулевого заряда как управляющий параметр самоорганизации при трении /АС Кужаров, В Э Бурлакова, М А Беликова // Международная научно-практическая конференция «Славянтрибо-7а», 19-23 июня, г Пушкин тез докл - СПб, 2006. -Т 2. -С 44-46

10 Беликова МА Электрохимические свойства поверхности трения при самоорганизации в условиях избирательного переноса // VIII Международная научно-техническая конференция по динамике технологических систем «ДТС-2007», г Ростов-на-Дону тез докл -Ростов н/Д, 2007 -Т 2 - С 9-11

11 Беликова М А Методика определения потенциалов нулевого заряда металлов по величине кавитационно-эрозионного износа при поляризации с одновременным ультразвуковым воздействием / М А Беликова, А А Кужаров // Вестник Дон гос техн ун-та, -2007 - Т 7, № 3 -С 346-349

Редактор А.А Литвинова

В печать от.

Объем*£/усл п л. Офсет Формат 60x84/16

Бумага тип №3. Заказ №ЧОЧ Тираж-/<#?.

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия' 344010, г.Ростов-на-Дону, пл.Гагарина,!.

Введение.

Глава 1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР

1.1. Влияние поляризации на триботехнические характеристики пар трения.

1.2. Одновременное воздействие ультразвука и поляризации как модель фрикционного взаимодействия в самоорганизующейся трибосистеме.

1.3. Взаимосвязь коэффициента трения и электрохимического потенциала поверхности трения.

1.4. Взаимосвязь электрохимических и триботехнических характеристик фрикционного контакта в различных трибосистемах.

1.5. Потенциал нулевого заряда (п.н.з.) в контексте изучения трибологических систем.

1.6. Влияние природы металла, состава и концентрации раствора на потенциалы нулевого заряда.

1.7. Взаимосвязь п.н.з. с физико-химическими и триботехническими характеристиками поверхности трения.

1.8. Состав продуктов трибохимических превращений.

1.9. Смазочно-охлаждающие технологические средства.

Глава 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

2.1. Этапы экспериментальных исследований.

2.2. Материалы и оборудование.

2.3 Методика экспериментальных исследований.

2.3.1. Хронопотенциометрические исследования в условиях фрикционного взаимодействия.

2.3.2. Определение потенциалов нулевого заряда металлов по величине изнашивания меди при воздействии ультразвука с одновременной поляризацией.

2.3.3. Метод фарадеевского импеданса.

2.3.4. Спектрофотометрическое определение продуктов трибопревращений.

2.3.5. ИК-спектроскопия водно-спиртовых растворов.

2.3.6. Исследование осадков методом атомно-силовой микроскопии.

2.3.7. Определение трибологических свойств СОТС.

2.4. Планирование и обработка экспериментальных данных.

Глава 3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

3.1. Исследование величины изнашивания медного электрода в условиях, моделирующих фрикционное взаимодействие.

3.1.1. Влияние поляризации на электрохимическое окисление меди в глицериновой среде.

3.1.2. Исследование величины изнашивания меди в модельных условиях, имитирующих фрикционное взаимодействие путем ультразвуковой обработки с одновременной поляризацией образца в глицериновой среде.

3.1.3 Влияние природы растворителя на величину изнашивания меди в модельных условиях и интенсивность изнашивания пары трения медь-сталь от потенциала.

3.1.4. Выводы.

3.2. Потенциал нулевого заряда поверхности фрикционного контакта в условиях безызносного трения и триботехнические свойства пары трения медный сплав-сталь в водноспиртовых средах.

3.2.1. Определение потенциала нулевого заряда меди методом фарадеевского импеданса в водноспиртовых средах.

3.2.2. Определение потенциалов минимума изнашивания медного образца в модельных условиях.

3.2.3. Сравнение потенциалов минимума изнашивания меди в модельных условиях и п.н.з. меди, определенных методом дифференциальной емкости.

3.2.4. Зависимость триботехнических свойств системы «медь-водный раствор спирта-сталь» от потенциала поверхности трения.

3.2.5.Сопоставление электрохимических и триботехнических характеристик поверхности трения в самоорганизующихся трибосистемах.

3.2.6. Выводы.

3.3. Исследование зависимости электродного потенциала меди и концентрации медьсодержащих продуктов в водноглицериновой среде от времени.

3.3.1. Исследование зависимости электродного потенциала меди и концентрации медьсодержащих продуктов в водноглицериновой среде.

3.4. Исследование продуктов трибохимических превращений моно-, диатомных спиртов и глицерина при трении и в модельных условиях.

3.4.1. Спектрофотометрическое определение медьсодержащих продуктов в растворах.

3.4.2. ИК-спектроскопия растворов.

3.4.3. Исследование твердых продуктов трибопревращений методом атомно-силовой микроскопии.

3.4.4. Выводы.

3.5. Разработка и оптимизация состава СОТС с учетом ее трибоэл ектрохимических особенностей.

3.5.1. Подбор компонентов и оптимизация состава.

3.5.2. Исследование триботехнических характеристик оптимизированного состава СОТС.

3.5.3. Исследование коррозионных характеристик и бактериологической стойкости.

В последние годы в связи с широким развитием машиностроения, новейших отраслей науки и техники, с ростом производительности технологических систем, работающих в агрессивных средах, при высоких нагрузках, скоростях и температурах, все более актуальной становится проблема всестороннего обеспечения надежности и долговечности современных машин, механизмов и технологических комплексов, в частности, комплексов для обработки металлов резанием.

При этом защита трущихся деталей и металлоконструкций от износа и коррозии, а также повышение износостойкости инструмента, прямо связано с качеством и сроком службы металлорежущего оборудования, созданием конкурентоспособных на мировом рынке изделий, что относится к приоритетным направлениям развития науки и технологии в РФ.

Известно, что около 20% ежегодной выплавки металлов в развитых индустриальных странах расходуется на восполнение затрат от изнашивания и коррозии. Однако, методы защиты металлоконструкций до сих пор, в большинстве случаев, основываются на традиционном конструировании деталей из объемно-легированных материалов с последующей термической обработкой, широко известных методах химико-термического воздействия или нанесении электрохимических покрытий, что, в настоящее время, осложняется высокой стоимостью материалов, большими энергозатратами и экологическими проблемами.

Несмотря на то, что одним из направлений государственной политики по развитию машиностроения является разработка комплекса программных и технических средств моделирования процессов производства, эксплуатации и сервисного обслуживания машин и оборудования, в настоящее время практически отсутствуют методики, позволяющие получать в реальном масштабе времени информацию о физико-химических процессах, протекающих на поверхности фрикционного контакта в ходе эволюции трибосистем и ответственных за износ контактирующих при трении металлов.

Среди небольшого числа методов физико-химического анализа, применяемых для контроля, диагностики и мониторинга трибосистем, особое место занимают электрохимические методы исследования фрикционного взаимодействия, являющиеся достаточно информативными вследствие их количественной зависимости от условий и режимов трения и природы физико-химических процессов в зоне контакта. Кроме того, выявление взаимосвязи электрохимических и фрикционных характеристик трибосистем позволяет осуществлять целенаправленный выбор как состава конструкционных материалов узлов трения и смазочной среды, так и комплекса допускаемых внешних воздействий и испытаний, обеспечивающих требуемую надежность и долговечность. Особое значение это приобретает в самоорганизующихся трибосистемах, в частности, при реализации эффекта безызносности при трении, где электрохимические механизмы играют решающую роль в обеспечении управления триботехническими характеристиками контакта.

В связи с этим разработка средств и методов, позволяющих получать в реальном масштабе времени информацию о физико-химических процессах, ответственных за износ и коррозию, в том числе и контактирующих при трении металлов и сплавов, и управлять ими является одной из определяющих и основных в современной триботехнике.

Цель работы. Целью работы является обеспечение возможности управления трибоэлектрохимическими процессами самоорганизации при трении и создание современных высокоэффективных смазочных материалов на основе исследования взаимосвязи электрохимических свойств поверхности трения с триботехническими характеристиками в режиме безызносности.

Для реализации данной цели необходимо решение следующих задач: 1. Изучение влияния потенциала трущейся поверхности металла на коэффициент трения и интенсивность изнашивания в режиме избирательного переноса;

2. Разработка . с учетом электрохимических особенностей физико-химической модели трибосистемы, обеспечивающей объяснение трибохимических реакций и образование медьсодержащих продуктов, в частности, координационных соединений и нанокластеров при трении в режиме безызносности;

3. Экспериментальное исследование кинетики трибохимических превращений, их связи с потенциалом нулевого заряда (п.н.з.) и выявление его роли в процессе самоорганизации при трении;

4. Обоснование возможности расширения номенклатуры рабочих сред, обеспечивающих реализацию избирательного переноса, за счет полиатомных спиртов и проведение ускоренных триботехнических испытаний опытных образцов;

5. Оценка эффективности СОТС, реализующей эффект безызносности при резании металлов в промышленных условиях.

Научная новизна и значимость:

1. Установлен немонотонный характер зависимости коэффициента трения и изнашивания при трении бронзы по стали в режиме безызносности от величины внешнего потенциала поляризации в ряду одно-, двух- и трехатомных спиртов. Показано, что максимальные значения коэффициента трения наблюдаются при потенциалах, соответствующих содержанию минимальных количеств медьсодержащих продуктов в смазке, и наоборот, минимальные значения коэффициента трения соответствуют потенциалам поляризации, при которых в смазочной среде накапливается максимальное количество медьсодержащих продуктов трибопревращений.

2. Разработана методика моделирования путем электролиза металлов или растворов их соединений в водноспиртовых средах при возбуждении в жидкости кавитации ультразвуковым воздействием физико-химических процессов и трибохимических, в том числе супрамолекулярных, реакций в трибосистемах, реализующих избирательный перенос при трении.

3. Показано, что определенные современными методами физико-химического анализа (ИК-спектроскопия, УФ-спектроскопия, атомно-силовая микроскопия) продукты трибохимических превращений при реализации эффекта безызносности при трении тождественны продуктам, получаемым в модельных условиях.

4. Экспериментально обоснована возможность определения п.н.з. металлов методом поляризации в ультразвуковом поле. В систематическом ряду одно-, двух и трехатомных спиртов выявлено влияние атомности спирта и длины углеводородной цепи на величину п.н.з. в модельных условиях и при трении.

5. Выявлена роль п.н.з. меди в реализации механизма самоорганизации при трении. Показано, что концентрационные автоколебания медьсодержащих продуктов в смазке, колебания размеров трущихся тел и перенос металла с одной трущейся поверхности на другую в установившемся режиме избирательного переноса обусловлен изменением знака потенциала поверхности трения (относительно п.н.з.) при фрикционном взаимодействии.

Практическая ценность:

1. Установлена возможность сокращения времени перехода трибосистемы в режим избирательного переноса путем внешней поляризации при потенциалах, соответствующих максимальному накоплению медьсодержащих продуктов при трении. Определены границы величин электродных потенциалов, отвечающих минимальным значениям коэффициента трения и интенсивности изнашивания при трении пары бронза-сталь в систематическом ряду одно-, двух- и трехатомных алифатических спиртов.

2. Расширена номенклатура сред за счет водных растворов полиатомных спиртов, обеспечивающих избирательный перенос в парах трения медный сплав-сталь.

3. Разработан состав новой экологически безопасной СОТС, обеспечивающей повышение стойкости твердосплавного инструмента при механической обработке.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на:

• Международном симпозиуме «Образование через науку», посвященном 175-летию МГТУ им. Н.Э. Баумана, - Москва,-2005;

• III Международной конференции по новым технологиям и приложениям современных физико-химических методов (ядерный магнитный резонанс, хроматография/масс-спектрометрия, ИК-Фурье спектроскопия и их комбинации) для изучения окружающей среды, включая секции молодых ученых Научно-образовательных центров России, -Ростов-на-Дону, -2005;

• Конференции «Актуальные проблемы экономики, права, философии и естествознания», Египет, -Хургада, -2005;

Международной научно-технической конференции «Полимерные композиты и трибология (ПОЛИКОМТРИБ-2005)», -Гомель, -2005;

• IV Международной научно-практической конференции «Проблемы синергетики в трибологии, трибоэлектрохимии, материаловедении и мехатронике», -Новочеркасск, -2005;

• Международной научно-практической конференции «Проблемы трибоэлектрохимии», -Новочеркасск, - 2006;

• Международной научно-практической конференции «Славянтрибо-7а», Рыбинск-Санкт-Петербург-Пушкин, -2006;

• VIII Международной научно-технической конференции по динамике технологических систем «ДТС-2007», -Ростов-на-Дону, -2007.

Публикации. По результатам исследования опубликовано 11 печатных работ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, общих выводов и списка использованных источников из 115 наименований. Работа изложена на 172 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков, 18 таблиц.

3.5.4. Выводы и рекомендации

На основании полученных в работе экспериментальных данных о взаимосвязи электрохимических и триботехнических характеристик фрикционного контакта медь-сталь в среде многоатомных спиртов разработан состав СОТС, используемый на операциях лезвийной обработки металлов и сплавов. Исследования триботехнических характеристик на четырехшариковой машине трения по ГОСТ 9490-75, сравнительные испытания на высыхание по ГОСТ 2917-76, исследования на биостойкость позволили оптимизировать качественный и количественный состав СОТС, в результате чего предложен экологически безвредный состав, включающий 0,2 вес.% латекса, 1,0 вес.% бутандиола-1,4, 0,5 вес.% фосфата натрия в качестве ингибитора коррозии, 0,05 вес.% антисептического препарата АПФ.

Глава 4. Общие выводы и рекомендации

1. Установлен колебательный характер зависимости коэффициента трения и износа в режиме эффекта безызносности от величины задаваемого извне потенциала поляризации в системе «бронза-водный раствор спирта-сталь» в ряду одно-, двухатомных спиртов и глицерина. Показано, что максимальные значения коэффициента трения наблюдаются при потенциалах, соответствующих содержанию минимальных количеств медьсодержащих продуктов, и наоборот, минимальные значения коэффициента трения соответствуют потенциалам поляризации, при которых в объеме смазки накапливается максимальное количество медьсодержащих продуктов трибопревращений.

2. Разработана модель физико-химических параметров трибосистем «медный сплав-водный раствор спирта-сталь» и обоснована ее адекватность в процессе реализации избирательного переноса при трении в режиме безызносности.

3. Установлена возможность и разработана методика определения п.н.з. металлов методом поляризации в ультразвуковом поле в систематическом ряду одно-, двухатомных спиртов и глицерина. Показано, что увеличение длины углеводородного радикала в ряду одноатомных спиртов, возрастание атомности спирта при одинаковой длине углеродной цепи, а также одновременное увеличение длины углеводородного радикала и атомности исследуемых спиртов приводит к улучшению трибологических характеристик фрикционной системы «медь-водный раствор спирта-сталь» и снижению скорости кавитационно-эрозионного износа в модельных условиях.

4. Установлено, что введение ионов

Си сокращает время стабилизации электродного потенциала медного электрода в водноглицериновом растворе и растворах других исследованных спиртов, что может быть использовано для более быстрого перевода фрикционной системы «медный сплав-водный раствор глицерина-сталь» в режим избирательного переноса.

5. На основе модельных и подтверждающих их натурных экспериментальных исследований существенно расширена номенклатура сред, включая одно- и двухатомные спирты, обеспечивающих реализацию избирательного переноса в трибосистемах «медный сплав-водный раствор спирта-сталь».

6. Новая экологически безопасная СОТС показала удовлетворительные результаты в натурных испытаниях при расточке отверстий для последующего восстановления тяги люлечной подвески железнодорожного вагона, о чем свидетельствует повышение на 36% стойкости твердосплавных расточных резцов.

139

1. Портер А.И. Влияние электрохимических процессов на субмикроструктуру поверхностей трения / А. И. Портер // Проблемы трения и изнашивания: респ. межвед. науч. - техн. сб. - Киев: Техника, 1975. -Вып. 7. - С. 59-65.

2. Сологуб Н.А. Износостойкость стали 45 в кислой среде / Н. А. Сологуб // Проблемы трения и изнашивания: респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев: Техника, 1990.-Вып. 38.-С. 32-36.

3. Васильев И.В. Испытание материалов на изнашивание при трении в водных растворах электролитов / И. В. Васильев // Методы испытаний на изнашивание. -М.: Изд-во АН СССР. 1962. - С. 205-211.

4. Лазарев Т.Е. Влияние присадки меди на коррозионно-механическое изнашивание пары трения в растворах серной кислоты / Г. Е. Лазарев, И. В. Крагельский, Т. Л. Харламова // Физико-химическая механика материалов. -1980.-№4.-С. 104-105.

5. Мачевская Р.А. Трение и износ сталей в агрессивных средах / Р. А. Мачевская, А. В. Турковская // Химическое и нефтяное машиностроение. 1965. - №4. - С. 32-35.

6. Износостойкость металлов в кислой среде / Сологуб Н. А., Некоз А. И., Рудык Е.А. и др. // Проблемы трения и изнашивания: респ. межвед. науч.-техн. сб. -Киев: Техника, 1991 -Вып. 39. С. 12-17.

7. Оценка комбинированного смазочного действия многокомпонентных растворов электролитов / Коробов Ю.М., Моисеенко А.А., Серов В.А. и др. // Проблемы трения и изнашивания: респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев: Техника, 1979.-Вып. 15.-С. 80-83.

8. Оценка смазочных свойств некоторых электролитов / Коробов Ю.М., Моисеенко А.А., Серов В.А. и др. // Проблемы трения и изнашивания: респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев: Техника, 1978. - Вып. 15. - С. 73-75.

9. Кукоз В.Ф. Влияние контактной разности потенциалов на скорость фрикционной обработки поверхностей металлов / В.Ф. Кукоз, Ф. И. Кукоз // Изв. ВУЗов. Сев. Кавк. регион. Техн. науки. - 2004. - №1. - С. 107.

10. Лазарев Т.Е. Электрохимические методы повышения износостойкости пары трения графит-сталь, работающей при смазке жидкими агрессивными средами / Г. Е. Лазарев, Т. Л. Харламова, В. И. Верейкин // Трение и износ. -1985. Т.6, №1. -С. 114-118.

11. Влияние пассивирующей пленки на железе на кинетику реакций в системе Fe(CN)"V Fe(CN)'46 / В. Е. Сапелова, Л. А. Проскурякова, М. Д. Рейнгеверц и др. / / Защита металлов. 1984. - Т. 20, №5. - С. 736-741.

12. Мельников В.Г. Избирательный перенос при трении металлостеклянных материалов в растворах щелочей / В. Г. Мельников // Эффект безызносности и триботехнология. 1992. - №2. - С. 21-26.

13. Евдокимов Ю.А. Роль электризации в механизме переноса продуктов изнашивания в системах полимер-металл // Ю. А. Евдокимов, В. И. Колесников // Трение и износ. 1993. - Т. 14, №2. - С. 389-397.

14. Портер А.И. Роль заряда поверхности металлов в процессах коррозионно-механического изнашивания // А. И. Портер, Г. А. Прейс // Проблемы трения изнашивания: сб. ст. Киев: Техника, 1981.- Вып.14. - С.57-61.

15. Коробов Ю.М. Электромеханический износ при трении и резании металлов / Ю. М. Коробов, Г. А. Прейс. Киев: Техника, 1976. - 200с.

16. Бурлакова В.Э. Трибоэлектрохимия эффекта безызносности / ДГТУ; В. Э. Бурлакова. Ростов н/Д, 2005. - 209с.

17. Белый В.И. О роли потенциала при кавитационно-эрозионном изнашивании металлов / В. И. Белый, А. И. Некоз // Проблемы трения и изнашивания: респ. межвед. науч.-техн. сб. Киев: Техника, 1978. - Вып. 14.- С. 64-66.

18. Некоз А.И. Н.А. Кавитационно-эрозионное изнашивание металлов в коррозионно-активных средах / А. И. Некоз, Г. А. Прейс, Н. А. Сологуб // Трение и износ. 1982. - Т.11, №4. - С. 596-604.

19. Антропов Л.И. Теоретическая электрохимия /JI. И. Антропов. М.: Наука, 1965.-509с.

20. Кукоз Ф.И. О связи между фрикционными, аттракционными и электрохимическими свойствами некоторых металлов / Ф. И. Кукоз // Электрохимия. -1991.- №10.- С.1371-1374.

21. Кужаров А.С. Координационная трибохимия избирательного переноса: дис. д-ра техн. наук/А. С. Кужаров. Ростов н/Д, 1991. - 513с.

22. Шуваев И.В. Повышение качества резьбовых соединений путем применения ультразвука: автореф. дис. канд. техн. наук. / И. В. Шуваев Самара, 2006. -19с.

23. Bockris J.O. Determination of the Relative Electrode Potential of an Uncharged Metal in Solution / J. O. Bockris // Nature. 1953. - Vol. 171. - P. 930,4360.

24. Staicopolus D.N. «Extracapillary» studies on solid metals / D. N. Staicopolus // J.Electrochem. Soc. 1961. - Vol.108, № 9. - P. 900-904.

25. Гурей И.В. Электрохимические характеристики вторичных структур, возникающие при трении скольжения углеродистых сталей // И. В. Гурей, М. И. Пашечко // Трение и износ. 2000. - Т.21, № 2. - С. 192-196.

26. Бурлакова В.Э. Трибоэлектрохимия эффекта безызносности: дис. д-ра техн. наук / В. Э. Бурлакова. Ростов н/Д, 2006. - 508 с.

27. Беседина Е.В. Электрохимические свойства и строение фрикционного контакта при трении в режиме безызносности: дис.канд. техн. наук / Е. В. Беседина. Ростов н/Д, 2004. - 177с.

28. Задошенко Е.Г. Трибологические и физико-химические особенности самоорганизации при трении в режиме безызносности: дис. канд. техн. наук. -Ростов н/Д, 1996.- 148 с.

29. Электрохимия металлов в неводных растворах / Под. ред. Я. М. Колотыркина. М.: Изд-во «Мир». - 1974. - 440 с.

30. Использование новых методов при изучении эффекта безызносности при трении / А. С. Кужаров, В. Э. Бурлакова, Е. Г. Задошенко, Е. В. Малыгина // Вестник ДГТУ. Сер. Трение и износ. Ростов н/Д, 2000. - С. 36-48.

31. Фрумкин А.Н. Потенциалы нулевого заряда / А. Н. Фрумкин. М.: Наука, 1979.-259с.

32. Прейс Г.А. Электрические явления при трении металлов / Г. А. Прейс, А. Г. Дзюб //Трение и износ. 1980.- Т.1, №2. - С. 217-235.

33. Герасимов В.В. Коррозионное растрескивание аустенитных нержавеющих сталей / В. В. Герасимов, В. В. Герасимова.- М.: Металлургия, 1976. 176 с.

34. Карпенко Г.В. Влияние среды на прочность и долговечность металлов / Г. В. Карпенко. Киев: Наук, думка, 1976. - 126с.

35. Постников С.Н. Электрические явления при трении и резании / С. Н. Постников. Горький: Волго-Вятское кн. изд-во, 1975. - 280 с.

36. Антропов Л.И. Измерения дифференциальной емкости ртутного электрода в разбавленных растворах электролитов / Л. И. Антропов // Элетрохимия. 1973.Т. 9,№6. -С. 731-736.

37. Хрущева Е.И. Металлы. Потенциалы нулевого заряда в водных растворах (рекомендуемые справочные данные) / Е. И. Хрущева, В. Е. Казаринов // Электрохимия. 1986. - Т. 22, вып. 9. - С. 1262-1263.

38. Beck T.R. «Electrocapillary Curves» of solid metals measured by Extensometer Instrument / T.R. Beck // J. Phys. Chem. 1969. - Vol. 73, № 2. - P. 466-468.

39. Soffer A. The electrical double layer of high surface porous carbon electode / A. Soffer, M. Folman // J. Electroanal. Chem. 1972. - Vol. 38, № 1. - P. 25-43.

40. Электрокапиллярные явления и смачиваемость металлов электролитами. 4.1. / А. Н. Фрумкин, А. И. Городецкая, Б. Н. Кабанов, Н. И. Некрасов. // Журнал физической химии. 1932. - Т.З, № 5/6. - С. 351-367.

41. Определение потенциала нулевого заряда на сульфидах меди, серебра и свинца / В. Г. Макаров, И. Г. Соболева, Ю. В.Нартова, А. Г. Макаров // Вестник ЛГТУ-ЛЭГИ. 2001, №2.- С. 77-82.

42. Morcos I. Determination of the potential of zero charge from capillary liquid rise on metal plates /1. Morcos, H. Fischer // J. Electroanal. Chem. 1968. - Vol. 17, № 1/2.-P. 7-11.

43. Кукоз Ф.И. Определение потенциалов нулевого заряда твердых электродов по скорости их виброабразивной эрозии / Ф. И. Кукоз, С. А. Семенченко // Электрохимия. 1966. - Т. 2, №1. с. 74-78.

44. А. с. 195189 СССР, МКИ2 В64 G1/00. Способ определения потенциала нулевого заряда электродов / Ф. И. Кукоз, С. А. Семенченко; № 2106583/21-03; заявл. 17.02.66; опубл. 12.04.67, Бюл. № 9.

45. El Aziz A.M. The potentials of zero charge of Pd (111) and thin Pd overlayers on Au (111) / A. M. El Aziz, L. A. Kibler, D. M. Kolb // Electrochem. Commun. 2002. -Vol. 4, № 7. - P. 535-539.

46. Langkau Т. H. The point of zero charge of adsorbed monolayers: Pt (111) covered by Ag / T. Langkau, H. Baltruschat // Electrochim. Acta. 2002. - Vol. 7, № 10.- P. 1595-1599.

47. A novel method for rapid determination of PZC for solid metal/solution interface / Chen Yin-Hua, Si Shi-Hui, Nie Li-Hue, Yao Shou-Zhuo // Electrochim. Acta. 1997. -Vol. 42,№4.-P. 689-695.

48. Potential of zero charge of a molybdenum electrode by laser ablation voltametry / Naramura Kujoshi, Ohno Masashi, Umemoto Kisaburo, Hinoue Terio // Chem. Lett. -2000.-№9.- P. 1050-1051.

49. Grahame D. The electrical double layer and the theory of electrocapillary / D. Grahame // Chem. Rev. 1947. - Vol. 41, № 3. - P. 441-501.

50. Peterz Yael. Determination of the pzc at solid electrodes with a dropping electrolyte electrode / Peterz Yael, Yarnitzky Chaim N. // J. Electroanal. Chem. 2001. - Vol. 489, № 1-2.- P. 87-92.

51. Rapid determination of the potential zero charge for copper/solution interface by electrochemical quartz crystal balance (EQCM) / J. Chen, K. Song, J. Wang и др. // Bull. Electrochem. 1997. - Vol. 13, №4. p. 183-188.

52. Sevastianov E.S. Potential of the zero charge of solid metals determinate from the active component of impedance measurement / E. S. Sevastianov, V. K. Chubarova. Bulg. Chem. Commun.- 1994. - Vol. 2, № 4. - P. 283-288.

53. Двойной слой и электродная кинетика / А. Н. Фрумкин, В. Н. Андреев, В. И.Богуславский и др. М.: Наука, 1981.- 376 с.

54. Туровска М. Экспериментальное исследование корреляции между работой выхода электрона и потенциалами нулевого заряда / М. Туровска, Я. Бачински, Я. Соколовски // Электрохимия. 1997. - Т. 33, № 11. - С. 1301-1309.

55. Trassatti S. Acquisition and analysis of fundamental parameters in the adsorption of organic substances at electrodes / S. Trassatti // J. Electroanal. Chem. .1974.- Vol. 63, № 3. P. 335-363.

56. Green M. A new method for the determination of the zero charge point of metal electrodes / M. Green, H. Dahms // J. Electrochem. Soc. 1963. -Vol. 110, № 5. - P. 466-467.

57. Воропаева Т.Н. Исследование потенциальных барьеров при сближении скрещенных проволок в растворах электролитов / Т. Н. Воропаева, Б. В. Дерягин, Б. Н. Кабанов //Журнал коллоидной химии. 1962.- т.24, № 4. - С. 396-404.

58. Рыбалка К.В. О потенциале нулевого заряда железа / К. В. Рыбалка, Д. И. Лейкис, А. Г. Зелинский //Электрохимия. 1976. - Т. 12. - № 8. - С. 1340-1341.

59. Sokolowski J. Zero charge potential measurement of solid electrodes by inversion immersion method / J. Sokolowski, J.M. Czajkowski, M. Turowska // Electrochim. Acta. 1990. - Vol. 35, № 9. - P. 1393-1398.

60. Егоров Л.А. Свойства двойного электрического слоя медного электрода. Потенциал нулевого заряда медного электрода в растворе NaF / К/ Л. А. Егоров, И. М. Новосельский // Элетрохимия. -1970. Т.6, № 4. - С.521-523.

61. Фрумкин А.Н. К термодинамике электрокапиллярных явлений в концентрированных растворах / А. Н. Фрумкин // Журнал физической химии. -1956. Т.30, №9. С. 2066-2069.

62. Григорьев Н.Б. Об адсорбции некоторых алифатических спиртов на жидком галлии / Н. Б. Григорьев, И. А. Багоцкая // Электрохимия. 1966. - Т.2, №12. - С. 1449-1452.

63. Адсорбционное поведение катионов тетрабутиламмония на отрицательно заряженной поверхности электродов из ртути, галлия и сплавов In-Ga, Tl-Ga / Б.

64. Б. Дамаскин, О. А. Батурина, В. В. Емец и др. // Электрохимия. 1999. - Т. 35, № 5. - С. 563-568.

65. Емец В.В. Адсорбция н-бутанола из водных растворов на Bi-Ga- электродет / В. В. Емец, Б. Б. Дамаскин // Электрохимия. 2004. - Т. 40, № 4. - С. 411-414.

66. Белоусов В.П. Термодинамика водных растворов неэлектролитов / В. П. Белоусов, М. Ю. Панов.- JL: Химия, 1983.

67. Вукс М.Ф. Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах / М. Ф. Вкус. JL: Изд-во ЛГУ, 1977. - 320с.

68. Соколенко А.И. Кинетика электроосаждения и свойства металлополимерных покрытий на основе меди и кадмия из водных и водноэтанольных электролитов: дис.канд. техн. наук / А.И. Соколенко. Ростов н/Д, 2003. -202с.

69. Михайлов В.А. Строение и термодинамика водных растворов спиртов в области высоких концентраций спирта / В. А. Михайлов, Э. Ф. Григорьева // Журнал структурной химии. 1975.-Т. 16, №3. - С.401-410.

70. Батраков В.В. К вопросу определения степени заполнения поверхности поликристаллического электрода адсорбированным органическим веществом / В. В. Батраков, Б. Б. Дамаскин //Электрохимия. 1975. - Т. 11, №9. - С. 1425-1427.

71. The electrochemical double layers on sp-metal single crystals // J. Electroanal. Chem. 1983. - Vol. 145, № 2. - P. 225-264.

72. Симаков Ю.С. Инициирование избирательного переноса медьсодержащими присадами в маслах / Ю. С. Симаков, А. К. Прокопенко, С. Г. Красиков // Физико-химические основы смазочного действия: тез. всесоюз. конф.- Кишинев.-1979.-С.117.

73. Жаботинский А.М Концентрационные автоколебания / А. М. Жаботинский. -М.: Наука, 1974.- 178с.

74. Wu Rong Определение Fe, Си, Zn, Cd, Al, Pb в муравьином спирте методом атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой / Wu Rong, Shen Ке // Chin. J. Spectrosc. Lab. 2001. - Vol. 18, №4. - C.556-558.

75. Determination of metals from alloys using chemical reactive from the class of hydrazones // 1st Black Sea Basin Conference on analytical Chemistry: Book of Abstracts, 11-15 Sept.-Odessa,2001.-C. c.50-51.

76. Определение следовых количеств меди (+2) методом каталитической кинетической спектрофотометрии / Wang Huzhen, Pang Xiujiang, Zhu Qixiu, Wang Yubao // Anal. Chem. 2001. - Vol. 29, №8. - P. 907-909.

77. Определение следовых количеств меди спектрофотометрией с флотацией / Eng Gui-He, Yan Yong-Sheng, Wang Ting-Jian, Lu Xiaj- Hua // Chin. J. Spectrosc. Lab. 2001.- Vol. 18, №5. - P.653-655.

78. Safari A. Selective kinetic spectrophotometric determination of copper at nanograms per milliliter level / Safari A., Maleki N., Farjami F. Talanta, 2001. - Vol. 54, №2. - P.397-402.

79. Zhang Jiaoqiang. Цветная реакция меди (+2) с 2-2-(5-метилбензотиазолил)азо.-5-диэтиламинобензойной кислотой / Zhang Jiaoqiang , Fan Xuezhong, Yan Hongxia //Northwest. Polytechn. Univ. 2002. - Vol. 20, №1. - P. 151-154.

80. A. c. 3785210 СССР. Явление водородного изнашивания металлов / А. А. Поляков, Д. Н. Гаркунов, Г. П. Шпеньков, В. Я. Матюшенко; заявл. 08.02.90

81. Технологические свойства новых СОЖ для обработки резанием / Под ред. М.Н. Клушина. М.: Машиностроитель, 1979. - С. 16-18.

82. Налимов J1.B. Применение в автомобильной промышленности эффективных СОЖ при обработке металлов резанием / JI. В. Налимов // Технология машиностроения. 1996. - № 1. - С. 4 -10.

83. Пат. 1383779 Россия МКИ6 ЮМ 1731001. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов. / В. А. Калганов

84. B.А.; № 5260855/26-08; заявл. 03.06.94; опубл. 09.07.95, Бюл. № 19.

85. Пат. 1822197 Россия МКИ6 ЮМ 1731021. Концентрат смазочно-охлаждающей жидкости для механической обработки металлов / А. А. Стулий. № 5310435/26-08; заявл. 14.06.94; опубл. 20.09.95, Бюл. № 26.

86. Захаров А.И. Смазочно-охлаждающие жидкости Эра и Купрол / А. И. Захаров // Технология машиностроения. 1996. - №1. - С. 27.

87. Титуренко С.Г. Испытания новых водосмешиваемых СОЖ и биоцидов на Волжском автозаводе / С. Г. Титуренко // Технология машиностроения. 1996. - №1. - С. 48 - 49.

88. Смазочные материалы, выпускаемые АО "Пермский завод смазок и СОЖ" // Машиностроитель. 1996. - №5. - С. 22 - 23.

89. Эмульсионная СОЖ Автокат Ф 78. // Машиностроитель. - 1996. - №5.1. C. 21.

90. Алиев М.М. Влияние активной внешней среды на термодинамические процессы при изнашивании твердых сплавов: дис. канд. техн. наук / М. М. Алиев. Ростов н/Д, 1992. - С. 56-71.

91. Триботехнические возможности водорастворимых полимеров в составе экологически безопасных СОТС / А.С. Кужаров, В.С.Болотников, Г. В. Рядченко, М.Б. Флек //Вестник Дон. гос. техн. ун-та. 2003. - Т.З, №3(17). - С. 293-297.

92. Исследовано в России электронный ресурс.: институт физической химии и электрохимии им. А. Н. Фрумкина. -Москва, 2006. -Режим доступа http://phyche.ac.ru.

93. Некоторые особенности трибологических свойств полимерных присадок олефинового ряда / О. А. Устрехова, Т. Г. Ежикова-Бабаханова, Г. Б. Басов / / Трение и износ. -1995. Т.16, №4. - С. 772-779.

94. Регулирование фрикционного взаимодействия смазываемых пар трения скольжения присадками у-облученного полиэтилена / В. А. Белый, X. Краузе, Ю. М. Плескачевский, К. Хамель // Трение и износ. 1981. - Т. 2, №5. - С. 779-784.

95. Михневич Н.Н. Исследование механизма формирования и свойств граничных слоев полимерсодержащих технологических смазок / Н. Н. Михневич, Я. М. Золотовицкий, В. А. Смуругов / Весщ Акадэми наук БССР. Сер. <l>i3.- техн. наук.- 1988.-№2.-С. 38-42.

96. Справочные материалы по СОЖ для обработки металлов резанием // Трение и смазка в машинах и механизмах. 2006. - № 9. - С. 47-48.

97. Пат. 202889 Польша G-7364644, Р-2853128. Sposob I uklad do pomiaru wlasnosci smarnych srodkow smarowych / C. Kajdas C., J. Nita, K. Krawczyk. № 201543 /22-07; заявл. 12.03.94; опубл. 14.02.96

98. Kajdas С. Nowy typ urzadzenia do badan wlasnosci smarnych srodkow smarowych / C. Kajdas, J. Nita, K. Krawczyk. // Tribologia. -1980. -№ 11. S.621-628.

99. Kajdas C. A new metods for rapid estimation of the antifriction performance of lubrication / C. Kajdas, J. Nita, K. Krawczyk// Wear. -1981.-Vol.80. -P.645-652.

100. Беллами Л. Инфракрасные спектры молекул / Л. Беллами. -М: Изд-во ин. лит.-1963.-590 с.

101. ГОСТ 9490-75. Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине. -Введ. 1975-01-01.-М.: Госстандарт России, 1975.-28 с.

102. ГОСТ 2917-76. Масла и присадки. Метод определения коррозионного воздействия на металлы. Введ. 197601-01. - М.: Госстандарт России, 1976. - 36 с.

103. ГОСТ 9.085-78. Экспресс методика. Определение микробиологического поражения эмульсионных СОЖ с использованием индикатора 2,3,4-трифенилтетразолий хлорида. Введ. 1978-01-01. -М.: Госстандарт России, 1978

104. Кохановский В. А. Организация и планирование эксперимента: учеб. пособие / ДГТУ; В.А. Кохановский, М.Х. Сергеева. Ростов н/Д, 2003. - 168 с.

105. Адлер Ю. П. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий / Ю.П. Адлер, Е.В. Маркова, Ю.В. Грановский. М.: Наука, 1976, -279 с.

106. Справочник по триботехнике: в В 3-х т. Т. 3: Триботехника антифрикционных, фрикционных и сцепных устройств. Методы и средства триботехнических испытаний / под общ. ред. М. Хебды, А.В. Чичинадзе. М.: Машиностроение, 1992. - 730 е.: ил.

107. Экилик В.В., Григорьев В.П. Природа растворителя и защитное действие ингибиторов коррозии / В. В. Экилик, В. П. Григорьев. Ростов н/Д: Изд-во Ростов, ун-та, 1984. - 191 с.

108. D.I. Leikis, K.V. Rybalka, E.S. Sevastyanov, A.N. Frumkin // J. Electroanalit. Chem.- 1973.-Vol. 46, № 161

109. Гаркунов Д.Н. Триботехника (износ и безызносность) / Д. Н. Гаркунов . -М.: «Издательство МСХА», 2001. -616 с.

110. Кужаров А.С. Особенности эволюционного перехода системы латунь-глицерин-сталь в режим безызносного трения / А. С. Кужаров, Р. Марчак // Доклады РАН. 1997. - Т. 354, №5. - С. 642-644.

111. Гордон А. Спутник химика. Физико-химические свойства, методики, библиография / А. Гордон, Р. Форд. М.: Изд-во «Мир», 1976. - 541с.

112. ГОСТ 9490-75. Материалы смазочные жидкие и пластичные. Метод определения трибологических характеристик на четырехшариковой машине. -Введ. 1975-01-01. -М.: Госстандарт России, 1975.-28 с.