Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

жидкостях, вакууме, окислительных газовых атмосферах. В экстремальных условиях применение традиционных смазок для элементов трения ограничено, поэтому существует потребность в создании новых антифрикционных материалов нового типа. Благодаря термической и химической стабильности, высокой тепло- и электропроводности и превосходным триботехническим характеристикам графит является универсальным компонентом антифрикционных самосмазывающихся материалов. Основным сырьём для получения углеграфитовых материалов является кокс, каменноугольный пек и естественный графит. При их совмещении используются такие технологические операции, как холодное прессование смеси тонкодиспергированных углеродных порошков заданного состава, термообработка при температуре 1250 °С, пропитка и графитация при температуре 2300-2500 °С [1]. Для достижения определённых характеристик антифрикционного материала могут применяться и иные подходы, подразумевающие кардинальное изменение сырьевых компонентов или внедрение новых технологических переделов. Так, в патенте [2] в качестве исходного сырья в роли одного из наполнителей применяют бой искусственного графита. Предложенный способ базируется на образовании дополнительной коксовой матрицы путём уплотнения заготовок среднетемпературным пеком, что позволяет повысить прочностные свойства материала и создать требуемую поровую структуру. Пропитка импрегнатом такого рода обязует проводить последующую высокотемпературную обработку, что значительно увеличивает как время получения материала, так и его себестоимость. В связи с этим нахождение новых способов повышения физико-механических свойств можно рассматривать как одну из возможностей решения вышеуказанной проблемы. Другим способом повышения функциональных характеристик антифрикционных материалов является использование наномодификаторов. Так, углеродные наноструктуры (УНС) (нанотрубки, нановолокна, оксид графена и др.) за последние десятки лет нашли широкое применение в качестве наполнителей разнообразных композиционных материалов. Введение углеродных наноматериалов в состав различных композитов позволяет повысить физико-механические, теплофизические свойства, улучшить электропроводность. Так, в работе [3] показано, что введение многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ) в пеки (каменноугольный, нефтяной, смоляной) способствует увеличению содержания высокосконденсированной не растворимой в толуоле a -фракции при сохранении неизменным содержания низкомолекулярной у-фракции, отвечающей за реологические свойства пека. Также введение МУНТ позволяет получить менее пористую, более изотропную и однородную коксовую матрицу. Однако при традиционных способах смешивания МУНТ практически невозможно равномерно распределить в пековой или полимерной матрицах, из-за чего эффективность наномодифицирования оказывается значительно ниже ожидаемой [4]. В работе [5] показано, что введение оксида графена (ОГ), содержащего значительное количество функциональных групп, в высокотемпературный пек вносит ощутимый вклад в свойства коксопековой композиции — происходит улучшение физико-механических и теплофизических показателей. Функционализированные УНТ также демонстрируют лучшие эффекты при использовании в составе композитов, например, в исследовании [6] достигнуто 25 %-е увеличение прочности на разрыв композита на основе эпоксидной смолы. В любом случае для достижения положительного влияния на свойства различных матриц, в том числе углеграфитовых, требуется установление оптимальных концентраций и рациональных режимных параметров введения УНС. Объекты и методы исследования В данной работе исследовали влияние концентрации и способа совмещения оксида графена с углеграфитовым материалом на физико-механические свойства разрабатываемого антифрикционного композита. Для этого были выбраны следующие исходные материалы: графит мелкозернистый марки МПГ-7 (производства АО «НИИграфит» по ТУ 1915-051-00200851), природный графит ГАК-1 (ГОСТ 17022), каменноугольный пек высокотемпературный (производства ООО «Мини-Макс» по ГОСТу 1038) и оксид графена в виде суспензии (производства ООО Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 24-28. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 24-28. © Балабанов Р. Д., Дьячкова Т. П., Строгонов Д. А., Федюшкина А. Г., Бехелева Ю. В., 2024 25