Методы активного управления трением в присутствии смазочных композиций с мезогенными присадками

Целью исследования является систематизация новейших литературных сведений, относящихся к модуляции коэффициента трения внешними полями при использовании смазочных композиций с жидкокристаллическими мезогенами и полимерными композитами. Методы. В статье рассмотрены методы трибологических испытаний с использованием различных схем пар трения (цилиндр-диск, штифт-диск). Указаны некоторые широко используемые методы нанесения покрытий на элементы пар трения: ионно-лучевое осаждение, химическое и физическое термическое напыление, молекулярное слоевое осаждение, фотополимеризация и др. Из обсуждаемых методов характеризации трибосистем обозначены: диэлектрическая спектроскопия, комбинационное рассеяние света, поляризационная оптическая микроскопия, ядерно-физические методы (позитронная аннигиляционная спектроскопия и рентгеновскя дифракция). Результаты. Систематизированы современные тенденции в разработке модулированных режимов функционирования триботехнических схем со смазочными композициями, имеющими в своем составе жидкие кристаллы и полимерные композиты. Для осуществления активного управления коэффициентом трения применяются следующие подходы: 1) модуляция трения электрическим полем, 2) модуляция трения температурным полем и 3) модуляция трения на оптических решетках при облучении светом. В этих подходах учитываются измененные характеристики смазочного материала, связанные с применением мезогенных присадок, режимы воздействия электромагнитным и тепловым полем, электрические характеристики, геометрия поверхности пар трения, приводятся значения трибологических показателей (коэффициент трения и износ), которые достигаются в результате модуляции трения. Заключение. Установлено положительное влияние мезогенных добавок жидких кристаллов и полимеров на триботехнические показатели при активном управлении коэффициентом трения: наблюдается снижение коэффициента трения, что способствует снижению изнашивания материалов.

Purpose of research. The aim of the study is to systematize the latest literature data related to the modulation of the friction coefficient by external fields when using lubricant compositions with liquid crystal mesogens and polymer composites. Methods. The article considers the methods of tribological tests using various schemes of friction pairs (cylinder-disk, pin-on-disk). Some commonly used methods of applying coatings to the elements of friction pairs are considered: ion beam-assisted deposition, chemical and physical thermal spraying, molecular layer deposition, photopolymerization, etc. Of the discussed methods of characterizing tribosystems, the following are indicated: dielectric spectroscopy, Raman scattering, polarization optical microscopy, nuclear-physical methods (positron annihilation spectroscopy and X-ray diffraction). Results. The article systematizes modern trends in the development of modulated modes of operation of tribological circuits with lubricant compositions containing liquid crystals and polymer composites. The following approaches are used to implement active control of the friction coefficient: 1) modulation of friction by an electric field, 2) modulation of friction by a temperature field, and 3) modulation of friction on optical gratings under light irradiation. These approaches take into account the changed characteristics of the lubricant associated with the use of mesogenic additives, modes of exposure to electromagnetic and thermal fields, electrical characteristics, geometry of the surface of friction pairs, and provide the values of tribological characteristics (friction coefficient and wear) that are achieved as a result of friction modulation. Conclusion. A positive effect of mesogenic additives of liquid crystals and polymers on tribological characteristics with active control of the friction coefficient has been established: a decrease in the friction coefficient is observed, which helps to reduce material wear.