Что такое наноалмазы?
НАНОАЛМАЗЫ  С НОВЫМИ СВОЙСТВАМИ:
СОЗДАНИЕ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ
В РЕЖИМЕ ВЫСОКИХ НАГРУЗОК ЗА СЧЕТ ЭНЕРГИИ ТРЕНИЯ


Группа ученых Института химии и химической технологии, а также Института биофизики СО РАН разработала технологию получения продукта, являющегося именно наноалмазами (не шихтой), с повышенной коллоидной стабильностью наночастиц в моторных и трансмиссионных маслах. Наноалмазы - это сверхмалые частицы алмаза шаровидной формы размером 4 - 6 нанометров (нанометр - одна миллиардная метра). При исследовании свойств нового продукта обнаружилось, что полученное вещество обладает рядом уникальных свойств, отсутствующих у других материалов, позволяющим существенно снизить коэффициент трения в механизмах и активизировать рост поверхностей трения в местах ударных нагрузок.

Материал химически инертен, то есть не вступает в химические реакции с компонентами масла  и поверхностями трения.

В настоящее время производство данных наноалмазов организовано в промышленном масштабе (до 50 кг/мес.).

Выделены три фракции F1, F2 и F3, отличающиеся размерами, характером примесей (до 300 нанометров).

Экспериментальные результаты показали, что присутствие наноалмазов (НА) в парах сталь-сталь, сталь-чугун, сталь-цветные сплавы сопровождается:


· уменьшением температуры масла;

· уменьшением коэффициента трения;

· уменьшением износа пар трения;

· образованием защитной углеродожелезосодержащей пленки на поверхности металла

· На основе наноалмазов был получен препарат «КАРАТ-М», представляющий собой устойчивый коллоидный раствор модифицированных наноалмазов в синтетическом масле, не изменяющий своих свойств в течение 3-х лет.


Результат

Добавки в масло реально работающих двигателей (на примере более 700 обработанных автомобилей)  приводят:

· к увеличению компрессии на 10 - 20 %,

· уменьшению потребления бензина на 4-5 %,

· уменьшению токсичности выхлопных газов

Эффект однократной обработки двигателя наноалмазами сохраняется до 250-300 тыс. км пробега.
Наноалмазная добавка положительно зарекомендовала себя в условиях интенсивной эксплуатации автосредств - городские автобусы, тяжелая карьерная техника при трехсменной работе (БелАЗ).
Результаты измерения, показывающие увеличение микротвердости поверхности стали диска, в зоне контакта пар трения (выделено красными линиями) при использовании препарата «Карат М».
ВНЕШНИЙ ВИД ПАР ТРЕНИЯ,
ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В ЭКСПЕРИМЕНТАХ
Состояние пар трения сталь-сталь после испытания на машине трения, проведенных в одинаковых условиях. Слева - масло с добавкой препарата «Карат М». Справа - масло без препарата.
ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДЕТОНАЦИОННЫХ НАНОАЛМАЗОВ
А.П. Пузырь, Г.Е. Селютин, В.Б. Воробьев, Е.Н. Федорова, К.В. Пуртов, В.А. Ворошилов, В.С. Бондарь Институт биофизики СО РАН, г. Красноярск, Россия Институт химии и химической технологии СО РАН, г. Красноярск, Россия Красноярский государственный технический университет, г. Красноярск, Россия ООО «Реал-Дзержинск», г. Дзержинск, Россия
В статье сообщается о практических применениях модифицированных наноалмазов, обладающих повышенной коллоидной устойчивостью в золях. Наибольшее внимание уделено созданию антифрикционных композиций, как имеющих наибольшее практическое значение в связи с широкой распространенностью агрегатов и механизмов, имеющих узлы трения. Приводятся результаты исследований, направленных на упрочнение и повышение вязкости разрушения эпоксидной матрицы, при разработке волокнистого композиционного материала для применения в авиационных конструкциях. Сообщается о характеристиках поликристаллических наноалмазов, обладающих высокой абразивной способностью.
2. НАНОАЛМАЗЫ МОДИФИКАТОРЫ ТРЕНИЯ 1. ДЕТОНАЦИОННЫЕ НАНОАЛМАЗЫ С ПОВЫШЕННОЙ КОЛЛОИДНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ 3. НАНОАЛМАЗЫ — КОМПОНЕНТЫ КОМПОЗИТОВ 4. ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ НАНОАЛМАЗЫ
Авторы признательны: Л.К. Попитченко и Н.А. Бубякиной (ООО «Реал-Дзержинск», Дзержинск) за проведение измерений на приборе Coulter # 5; Dr. Djar Oquab (CIRIMAT, Toulouse, France) и Mr. Omori Masayoshi (Tokyo Progress System LTD.) за электронномикроскопические исследования; В.В. Щербакову (ОАО «Полюс Золото», Красноярск) и В.В. Никифоровскому (СПАСОП, г. Норильск), Д.Л. Малютину (ЧП «Авто-Металло-Керамика», Красноярск) за проведение испытаний модификатора трения; INTAS Ref. № 04-80-6791, за финансовую поддержку исследований по разработке волокнистого композиционного материала для применения в авиационных конструкциях.

С ПОВЫШЕННОЙ КОЛЛОИДНОЙ УСТОЙЧИВОСТЬЮ В ТЕХНИЧЕСКИХ ОБЛАСТЯХ

ЛИТЕРАТУРА

1. В.С. Бондарь и др.// ФТТ. 2004, т.46, вып.4, с.698-701.
2. http://www.valvoline­ukraine.com.ua/theory/additives.htm
3. Е.В. Никитин и др. Патент RU 2054456 С1, 02.20.1966.
4. А.М. Ставер и др. Патент RU 2042711 С1, 08.27.1995.
5. Е.В. Никитин и др. Патент RU 2225879 С1, 03.20.2004.
6. http://www.agah.ru/fenom_fn949.php
7. http://www.sinta.com.ua/index.html
8. http://nanojing.diytrade.com/sdp/119912/4/pl.htm l
9. Е.В. Никитин и др. Патент RU 2178803 С2, 01.27.2002.
10. Y.W. Zhu at all// China Particuology. 2004, Vol. 2, № 3, p.132-134.
11. G. Cholakov at all// Journal of the University of Chemical Technology and Metallurgy. 2005, 40, 4, p.299-306.
12. A.P. Puzyr at all// Syntheses, Properties and Applications of Ultrananocrystalline / NATO Science Series. II. Mathematics, Physics and Chemistry, Springer (Ed. Dieter Gruen), Kluver Academic Publishers B.V. 2005, Vol.192, p.261­270.
13. http://www.diamond-nanodiamond.com/
OF APPLYING DETONATION NANODIAMONDS WITH IMPROVED COLLOIDAL STABILITY FOR TECHNICAL SCIENCES

A.P. Puzyr a, G.E Selyutin b, V.B. Vorobyov c, E.N. Fedorova d, K.V. Purtov a, V.A. Voroshilov b, V.S. Bondar a
a Institute of Biophysics SB RAS, Krasnoyarsk, Russia b Institute of Chemistry and Chemical Technology SB RAS, Krasnoyarsk, Russia c Real-Dzerzhinsk Ltd., Dzerzhinsk, Russia d Krasnoyarsk State Technical University, Krasnoyarsk, Russia

The paper discusses the application of modified nanodiamond with a high colloidal stability. The particular emphasis is placed on the development of antifriction lubricant compositions because of wide use of friction units in engineering structures.
The results of experimental investigations aimed at improving the strength and fracture toughness of epoxy based fibrous composite for aircraft applications are presented. The characteristics of polycrystalline nanodiamonds with a high abrasiveness are reported.
14. http://uzm.webzone.ru/oil_tab.html
15. В.Ю. Долматов// Успехи химии. 2001, Т.70, с.687-708.
16. http://u-sonic.ru/
17. Г.М. Гуняев идр.// Пластические массы. 2003, №10, с.15-16.
18. М.Т. Брык идр.// Успехихимии. 1989, Т. 58, с.664-681.
19. Н.Б. Урьев. Физико-химические основы технологии дисперсных систем иматериалов. М., 1988.
20. М. Джейкоки др. Химия поверхностей раздела фаз. М.: «Мир», 1984.
21. Yu-H. Liao at all// Materials Science and Engineering. 2004, A 385, р.175-181.
22. Y.S. Song at all// Carbon. 2005, 43, р.1378- 1385.
23. Е.Н. Федорова идр.// Ультрадисперсные порошки, наноструктуры, материалы: получение, свойства, применение. IV Ставеровские чтения. Красноярск: ИПЦ КГТУ, 2006, с.331-335.
24. V.M.F. Evora at all// Experimental Mechanics. 2005, Vol. 45, No. 2, p.153 -159.
25. R.P. Singh at all// Journal of materials science. 2002, 37, p.781-788.

Электронная микроскопия поверхности диска (пара трения сталь-сталь) при использовании препарата Карат-М
1. Малое увеличение, области
1, 3 - поверхность металла.
Область 2 - образование защитной пленки  (стрелками указаны границы пленки)
Телефон: 904 895 3765
Эл. почта: nanodiamonds@mail.ru
РА «Август»

Назад
Исследованиями ученых Красноярского Института химии и химических технологий СО РАН, а также Института биофизики  СО РАН установлено, что при применении «КАРАТ-М» и нанотрубок наблюдается значительный рост износостойкого и скользкого покрытия на поверхностях трения. Замеры были проведены в парах трения сталь-сталь, сталь-чугун, сталь-цветные сплавы. Размер частиц в препарате менее 300 нм, что гарантирует их свободное прохождение через любой масляный фильтр, центрифугу, невыпадение в осадок.