Naujų tribologiškai efektyvių keramikos kompozitų dangų formavimas (TRIBOKER)

   

Projekto nr.: PP-88G/19

Projekto aprašymas:

Projektas skirtas naujų aliuminio oksido – grafito (AOG) kompozitų dangų kūrimui, taikant plazminio purškimo technologiją, ir šių dangų tribologinių savybių tyrimui. Aliuminio oksido dangos dėl unikalių fizikinių savybių naudojamos konstrukcinių elementų apsaugai nuo šiluminio, cheminio ar elektrinio poveikio. Tačiau jų taikymą judančių detalių ir komponentų (guolių dalys, vožtuvai, protezai, erdvėlaivių dalys ir kt.) gamyboje riboja didelis trinties koeficientas ir neatsparumas dilimui „sausoje terpėje“. Formuojant aliuminio oksido kompozitų (AOK) dangas galima valdyti jų mechanines ir tribologines savybes, taip gaunant savitepes dangas. Plazminio purškimo technologija yra viena plačiausiai taikomų gamyboje, nes leidžia formuoti dangas ir kompozitus iš aukštą lydymosi temperatūrą turinčių medžiagų, yra lengvai valdoma ir sąlyginai pigi. Nepaisant plazminiu purkšimu suformuotų kompozitų įvairovės, informacija apie AOG dangų gavimą yra labai fragmentiška, nes yra daug neišspręstų technologinių ir fizikinių klausimų. Trūksta žinių apie optimalius proceso parametrus (plazmos sudėtį, galią ir t.t.). Nežinoma grafito koncentracija ir fazinė struktūra, sąlygojanti optimalias tribologines kompozitų savybes. Nėra mokslinės informacijos apie grafito koncentracijos įtaką, plazminiu purškimu suformuotų AOK dangų adhezijai, mechaninėms ir tribologinėms savybėms. Projekte numatomas naujų tribologiškai efektyvių Al2O3-grafito dangų formavimas plazminių purškimu, naudojant oro-vandenilio plazmą. Dangos bus formuojamos naudojant įvairios koncentracijos Al2O3-grafito mišinius. Moksline analitine įranga bus vertinama gautų AOG dangų paviršiaus morfologija, struktūra, elementinė sudėtis, adhezija ir nustatomos tribologinės savybės. Numatoma įvertinti grafito rūšies ir koncentracijos įtaką AOG dangų trinties koeficientui ir atsparumą dilimui bei nustatyti šiuos pokyčius sukeliančias fizikines priežastis.

Projekto finansavimas:

KTU MTEPI fondas

Projekto rezultatai:

Vykdant projektą gautos savitepės aliuminio oksido-grafito (AOG) dangos, galinčios sėkmingai dirbti “sausoje” terpėje. Rasti dėsningumai, kaip AOG dangų tribologinės savybės, elementinė sudėtis ir fazinė struktūra priklauso nuo įvedamo grafito kiekio. Atlikti tyrimai parodė, kad tinkamai parinkus plazminio purškimo sąlygas (plazmos srauto temperatūrą) ir radus optimalų grafito kiekį AOG dangose, trinties koeficientą galima sumažinti ~30 procentų lyginant su plienu ir ~18 procentų lyginant su Al2O3 danga. Suformuotų Al2O3-grafito dangų dilimo intensyvumo vertės yra artimos Al2O3 dangų vertėms ir net iki 20 kartų mažesnės už plieno dilimo intensyvumą. Projekto rezultatai pristatyti penkiose tarptautinėse ir vienoje Lietuvos konferencijoje.

Projekto įgyvendinimo laikotarpis: 2019-04-01 - 2019-12-31

Projekto partneriai: Lietuvos energetikos institutas