Нанокомпозитные покрытия на основе СВМПЭ, армированные наночастицами оксида алюминия (Al2O3), для трибологических применений

В связи с растущей потребностью в защите металлических компонентов от износа полимерные покрытия активно исследуются и разрабатываются как одно из наиболее эффективных решений для снижения трения и износа в условиях интенсивных трибологических нагрузок. В настоящем исследовании рассматривается разработка полимерного нанокомпозитного покрытия на основе сверхвысокомолекулярного полиэтилена (СВМПЭ), армированного различным содержанием (0,5, 3, 5 и 10 мас. %) оксида алюминия для защиты стальных поверхностей. Испытания на износ проводили на покрытых образцах с использованием трибометра в конфигурации «шарик–диск»; в качестве контртела применяли шарик из закалённой нержавеющей стали марки 440C для оценки ресурса износостойкости и несущей способности разработанных покрытий. Для характеристики покрытий по твёрдости, диспергированию нанонаполнителя, морфологии и механизмам изнашивания соответственно использовали методы микроиндентирования, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, сканирующей электронной микроскопии и оптической профилометрии. Результаты показали, что нанокомпозитные покрытия на основе СВМПЭ, армированные 3 и 5 мас. % оксида алюминия, не разрушались даже после 250 000 циклов при нормальной нагрузке 12 Н и линейной скорости 0,1 м/с, демонстрируя значительное повышение износостойкости по сравнению с исходным покрытием из СВМПЭ.