|
3.2.2 Электронно-микроскопические исследования модифицирован-
ной поверхности после проведения испытаний
В п. 4.1 представлены результаты испытания по показателям истирае-
мость и коэффициент трения. В данном разделе приводятся данные по микро-
скопическим исследованиям поверхности модифицированной резины металлом
молибдена с толщиной покрытия от 38 до 173 нм после испытаний на износо-
стойкость. На рис. 3.28 представлены микрофотографии после проведения ис-
пытаний в системе трибоконтакта «металл-резина».
Как показали исследования образца после истирания, покрытие металла
частично осталось на его поверхности. На микрофотографиях (рис. 3.28) отчет-
ливо видно, что после испытания в системе «металл-резина» покрытие метал-
113
лического модификатора присутствует на поверхности образцов, особенно при
толщине покрытия 126 и 173 нм. Также наличие покрытия после истирания от-
четливо видно на представленных 3D-фотографиях (рис.3.29), полученные с
помощью 3D-сканирующего лазерного микроскопа OLYMPUS, LEXT
OLS4100, широко применяемого для контроля качества, исследований и разра-
боток во многих отраслях промышленности и прикладных технологиях, рас-
ширяющий диапазон решаемых задач; и псевдо-3D-фотографии, полученные с
помощью модульной программы Gwyddion (рис. 3.30).
Наличие покрытия на поверхности резины подтверждает и проведение
исследований по изучению химического состава поверхностей модифициро-
ванных образцов после испытаний на истирание (рис. 3.31 - 3.34) в зависимости
от толщины покрытия. Анализ химического состава поверхности модифици-
рованных образцов показал, что элементы молибдена отсутствуют на поверх-
ности после испытания образцов с толщиной покрытия 80 нм.
На основании выше сказанного можно сделать вывод, что покрытие из ту-
гоплавких металлов с определенной работой на износ постепенно стирается, но
при этом частично покрытие присутствует и остается на поверхности резины.
Мало того, ионы металла, как показали ранее проведенные исследования при
изучении перпендикулярного среза модифицированных образцов, проникают
на глубину в тысячи раз превышающие фактическую толщину покрытия. В ре-
зультате чего с уменьшением толщины покрытия ионы металлы, проникшие
вглубь толщи резины, буду оказывать дальнейшее влияние на прочность и из-
нос резины или изделия. Таким образом, нанесение металлического покрытия
дает пороговую защиту в процессе изнашивания, потенциально увеличивая тем
самым ресурс и срок эксплуатации готового изделия. Подобные эффекты по-
мимо научной значимости имеют и большое практическое значение. Для опре-
деления упруго-прочностных свойств были проведены физико-механические
испытания исходной резины и модифицированной металлом Мо по режиму
указанному выше при температуре напыления 80 °C, с различной толщиной по-
крытия.
114
А
Б
В
Г
Рис.
3.28- Микрофотографии после испытаний на истирание, с покрытием Мо, толщина 38 нм (А), 80 нм (Б), 126 нм (В), 173 нм (Г)
115
Рис. 3.29– 3D- формат поверхности (
микроскоп OLYMPUS, LEXT OLS4100
) с покрытием Мо после истирания, толщина 126 нм
А
Б
Рис. 3.30 – Псевдо3D (программа
Gwyddion
) модифицированной Mо поверхности после истирания, толщина покрытия 126 (А) и 173 (Б) нм
116
А
Б
Рис. 3.31 - Диаграмма интенсивности распределения элементов (А) и химический состав (Б) поверхности резины
модифицированной молибденом, толщина покрытия 38 нм, после истирания
117
А
Б
Рис. 3.32 - Диаграмма интенсивности распределения элементов (А) и химический состав (Б) поверхности резины
модифицированной молибденом, толщина покрытия 80 нм, после истирания
118
А
Б
Рис. 3.33 - Диаграмма интенсивности распределения элементов (А) и химический состав (Б) поверхности резины
модифицированной молибденом, толщина покрытия 126 нм, после истирания
119
А
Б
Рис. 3.34 - Точечный анализ нанокластерного образования (А) и химический состав (Б) поверхности резины
модифицированной молибденом, толщина покрытия 173 нм, после истирания
120
Нано- микроструктурное покрытие наносили с одной стороны рабочего
участка образцов-лопаток.
После проведения испытаний по определению упруго-прочностных
свойств (п. 4.2.1) получены микрофотографии образцов лопаток после разрыва.
На рис. 3.35 – 3.39 представлены фото поверхности исходной резины и моди-
фицированной Мо при различной толщине покрытия. С увеличением толщины
покрытия отчетливо наблюдается наличие трещин на поверхности образцов
лопаток после разрыва. Теоретически увеличение толщины покрытия может
привести к ограничению растяжения, и падению относительного удлинения
при разрыве. В нано-микроструктурных материалах разрушение происходят на
межзеренных границах, и скорее всего между кластерами, что связано с мень-
шим или сравнимым количеством атомов в зернах по сравнению с их количе-
ством на границах [158].
На фото можно видеть, что покрытия толщиной до 100 нм, сформирован-
ные в виде характерных зерен и не больших кластеров не разрушаются при
растяжении. Покрытия от толщины 126 нм и выше наблюдаются конкретные
трещины (рис. 3.38, 3.39), что также подтверждается в работе [156] при испы-
тании поверхностно модифицированной резины при различной толщине по-
крытия.
А
Б
Рис. 3.35 - Микрофотографии исходного образца лопатки после разрыва,
увеличение х1000 (А), х5000 (Б)
121
А
Б
Рис. 3.36 - Микрофотографии образца лопатки после разрыва, модифицированной молибде-
ном, толщина покрытия 38 нм, увеличение х1000 (А), х5000 (Б)
А
Б
Рис. 3.37 - Микрофотографии образца лопатки после разрыва, модифицированной молибденом,
толщина покрытия 80 нм, увеличение х1000 (А), х5000 (Б)
А
Б
Рис. 3.38 - Микрофотографии образца лопатки после разрыва, модифицированной молибде-
ном, толщина покрытия 126 нм, увеличение х1000 (А), х5000 (Б)
122
А
Б
Рис. 3.39 - Микрофотографии образца лопатки после разрыва, модифицированной молибде-
ном, толщина покрытия 173 нм, увеличение х1000 (а), х5000 (б)
Do'stlaringiz bilan baham: | 
