Влияние режимов ионно-плазменного напыления на структуру и свойства износостойких покрытий

4.2 Экспериментальные исследования упруго-прочностных и де-
формационных свойств образцов
Одно из условий нанесения покрытий: улучшая одни свойства резины, 
необходимо не допустить ухудшения деформационных характеристик, т. е. не 
потерять эластичность резины. 
 

---

135 
4.2.1 Определение упруго-прочностных свойств 
Для определения упруго-прочностных свойств были проведены физико-
механические испытания исходной резины и молибденовым покрытием по ре-
жиму, указанному выше, при температуре напыления 80 °C, с различной тол-
щиной покрытия [159,160]. Практически, общая толщина покрытия ограничи-
вается для РТИ условиями сохранения эластичности, определяемой по относи-
тельному удлинению при разрыве. Наноструктурное покрытие наносили с од-
ной стороны пластины (рис. 4.6) из которой вырубались образцы-лопатки.
Рис. 4.6 – Резиновая пластинка с покрытием Мо при толщине 173 нм 
Испытания проводили по ГОСТ 270-75 [6], сущность метода которого за-
ключается в растяжении образцов с постоянной скоростью до разрыва и изме-
рении силы при заданных удлинениях и удлинения образца в момент разрыва, 
по следующим показателям:

условное напряжение при 100, 300 % удлинении, МПа; 

условная прочность при растяжении, МПа; 

относительное удлинение при разрыве, %; 

относительная остаточная деформация после разрыва, %. 
Перед напылением образцов были проведены испытания по определению 
исходных показателей резин, результаты которых представлены в таблице
4.7 и 4.8. После напыления по режиму, указанному в п. 3.1, были проведены 
физико-механические испытания, результаты которых представлены в табли-
цах 4.9 – 4.12. Усредненные результаты, полученные в ходе испытаний на 

---

136 
определение физико-механических показателей до и после напыления сведены 
в таблицах 4.13 и 4.14. Обработка результатов и расчет с помощью
формул (2.6–2.8). 
Анализ результатов испытаний физико-механических свойств показывает, 
что нанесение металлического покрытия молибдена приводит к незначитель-
ному повышению условного напряжения при 300 % удлинении. При условии, 
что изделия работают в условиях скольжения, увеличение данного показатели 
не ухудшают свойства изделия, так как образуется более плотная структура ре-
зины, в результате чего повышается износостойкость резины при эксплуатации 
в условиях сухого трения. Отмечено увеличение условной прочности с 13,83 до 
14,65 при толщине покрытия 38 нм и незначительное снижение относительно-
го удлинения.
При изучении влияния толщины покрытия молибдена с односторонним 
покрытием, получено повышение условной прочности при растяжении с 12,53 
до 13,45 МПа при толщине 80 и 126 нм, что указывает на улучшение прочност-
ных свойств данной резины. При проведении испытаний получили увеличение 
относительного удлинения от 500 до 563 %, при толщине 173 нм, указывающее 
на повышение эластичности. Резина не только не потеряла свою эластичность, 
а даже улучшила свои упруго-прочностные свойства.
Таким образом, поверхностное модифицирование резины не приводит
к ухудшению ее деформационных характеристик вследствие магнетронного 
распыления и температурного воздействия процесса напыления. Практически 
общая толщина наносимого покрытия ограничивается для резин и РТИ услови-
ями сохранения эластичности, определяемой по относительному удлинению 
при разрыве. По данному критерию даже максимальная толщина покрытия 
наносимого материала не ухудшила значения этого показателя. 

---

137 
Таблица 4.7 - Физико-механические показатели исходной резины (для Мо 38 нм) 
№ образ-
ца 
Толщина, 
мм 
Условное напряже-
ние при 100% удли-
нении, МПа 
Условное напря-
жение при 300% 
удлинении, МПа 
Условная проч-
ность при рас-
тяжении, МПа 
Относительное 
удлинение при 
разрыве, (%) 
Относительная 
остаточная де-
формация, (%) 
1 
2,165 
3,54 
11,54 
13,05 
372 
10 
2 
1,859 
3,54 
11,88 
14,35 
436 
12 
3 
1,927 
3,28 
11,42 
14,22 
454 
10 
4 
2,057 
3,68 
12,18 
14,07 
393 
12 
5 
2,111 
3,85 
12,15 
13,45 
358 
10