donstuAdvanced Engineering Research (Rostov-on-Don)Advanced Engineering Research (Rostov-on-Don)2687-1653Don State Technical University10.12737/16067donstu-43Research ArticleMACHINE BUILDING AND MACHINE SCIENCEМАШИНОСТРОЕНИЕ И МАШИНОВЕДЕНИЕEffect of organic component nature on tribological properties of “bronze-aqueous solution of carboxylic acid-steel” systemВлияние природы органической компоненты на триботехнические свойства системы «бронза-водный раствор карбоновой кислоты-сталь» [БурлаковаВиктория ЭдуардовнаBurlakovaVictoriya E.vburlakova@donstu.ruНовиковаАнастасия АлександровнаNovikovaAnastasia A.anastasianovik@mail.ruКалиниченкоАндрей АлександровичKalinichenkoAndrey A.kaa2307@gmail.comДроганЕкатерина ГеннадьевнаDroganEkaterina G.ekaterina.drogan@gmail.comДонской государственный технический университетРоссияDon State Technical UniversityRussian FederationЮжный Региональный Центр судебной экспертизы Министерства юстиции России (ФБУ ЮРЦСЭ МЮ)РоссияSouthern Regional Forensic Centre of the Ministry of JusticeRussian Federation2015301220151546368Copyright © Burlakova V.E., Novikova A.A., Kalinichenko A.A., Drogan E.G., 20152015Бурлакова В.Э., Новикова А.А., Калиниченко А.А., Дроган Е.Г.Burlakova V.E., Novikova A.A., Kalinichenko A.A., Drogan E.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-donstu.ru/jour/article/view/43

The work objective is to study the effect of the alkanoic acids nature on the tribotechnical characteristics of the “bronze-aqueous solution of carboxylic acids-steel” friction system. The tribological tests are carried out on the end-type friction machine AE-5. The sedimentation analysis using the disc centrifuge CPS Disc Centrifuge Model DC24000 is carried out to determine the wear particle size. The surface roughness of the servovite film is determined with the aid of the atomic-force microscope PHYWE. The friction factor fall with increasing the strength of the acetic and glycolic acids, and its growth with the increase of the oxalic acid content in the lubricating medium is observed. When the acid concentration in the lubricant composition and in the oxalic-acetic-glycolic acid series is increasing, the wear factor of the friction couple decreases. With increase in the mean wear particle size in the glycolic-acetic-oxalic acid series, the friction rate increases. The servovite film being formed in the aqueous-glycolic environment on the steel disc surface contains oxygen. The oxygen percentage in the film depends on the specific surface of the nanostructured system.

Целью работы являлось исследование влияния природы карбоновых кислот на триботехнические характеристики фрикционной системы «бронза-водный раствор карбоновых кислот-сталь». Трибологические испытания проводили на машине трения торцевого типа АЕ-5. Для определения размеров частиц продуктов износа проводили седиментационный анализ с использованием дисковой центрифуги CPS Disc Centrifuge Model DC24000. Шероховатость поверхности сервовитной пленки определяли с помощью атомно-силового микроскопа PHYWE. Обнаружено снижение коэффициента трения при увеличении концентраций уксусной и гликолевой кислот и его увеличение при повышении содержания щавелевой кислоты в составе смазочной среды. При увеличении концентрации кислоты в составе смазочной композиции, а также в ряду - щавелевая-уксусная-гликолевая кислоты, степень износа пары трения снижается. При увеличении среднего размера частиц продуктов износа в ряду гликолевая-уксусная-щавелевая кислоты увеличивается коэффициент трения. Сервовитная пленка, формирующаяся в водно-гликолевой среде на поверхности стального диска, содержит в своем составе кислород. Процентное содержание кислорода в пленке зависит от степени диспергирования наноструктурированной системы.

коэффициент трениясмазочная средакарбоновые кислотысервовитная пленкаседиментационный анализатомно-силовая микроскопияfriction ratelubricating mediumcarboxylic acidsservovite filmsedimentation analysisatomic force microscopyReferencesГаркунов, Д. Н. Триботехника (износ и безызносность) / Д. Н. Гаркунов. - Москва : Издательство МСХА, 2001 - 616 с.Garkunov, D.N. Tribotekhnika (iznos i bezyznosnost') [Triboengineering (wear and wearlessness).] Moscow: Izdatel'stvo MSKhA, 2001, 616 p. (in Russian).Косогова, Ю. П. Нанотрибоэлектрохимические технологии при реализации эффекта безызносности в водно-спиртовых средах: автореф. канд. техн. наук/ Ю. П. Косогова. - Ростов-на-дону : Издательский центр ДГТУ, 2009. - 23 с.Kosogova, Y.P. Nanotriboelektrokhimicheskie tekhnologii pri realizatsii effekta bezyznosnosti v vodnospirtovykh sredakh: avtoref. kand. tekhn. nauk. [Nano Tribo Electrochemical technologies under the implementation of wearlessness effect in aqueous-alcoholic media: Cand.Sci. (Eng.) diss., author’s abstract.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2009, 23 p. (in Russian).Wu, Y. Y. Experimental analysis of tribological properties of lubricating oils with nanoparticle additives / Y. Y. Wu, W. C. Tsui, T. C. Liu // Wear. - 2007. - Vol. 262. - P. 819-825Wu, Y.Y., Tsui, W.C., Liu, T C. Experimental analysis of tribological properties of lubricating oils with nanoparticle additives. Wear, 2007, vol. 262, iss. 7-8, pp. 819–825.Padgurskas, J. Tribological running-in investigation and surface analysis of copper coats made by electro-impulsive spraying / J. Padgurskas, R. Rukuiža, V. Jankauskas, A. Andriušis, A. Žunda // Surface & Coatings Technology. - 2011. - Vol. 205. - P. 3328-3333.Padgurskas, J., Rukuiža, R., Jankauskas, V., Andriušis, A., Žunda, A. Tribological running-in investigation and surface analysis of copper coats made by electro-impulsive spraying. Surface & Coatings Technology, 2011, vol. 205, iss. 10, pp. 3328–3333.Стадниченко, А. И. Исследование наноструктурированных пленок оксида меди CuO методами РФЭС, УФЭС и СТМ / А. И. Стадниченко, А. М. Сорокин, А. И. Боронин // Журнал структурной химии. - 2008. - Т. 49, № 2. - С. 353-359Stadnichenko, A.I., Sorokin, A.M., Boronin, A.I. Issledovanie nanostrukturirovannykh plenok oksida medi CuO metodami RFES, UFES i STM. [XPS, UPS and STM study of the nanostructured CuO films.] Journal of structural chemistry, 2008, vol. 49, no. 2, pp. 353–359 (in Russian).Yu, H. Tribological properties and lubricating mechanisms of Cu nanoparticles in lubricant / H. Yu, Y. Xu, P. Shi, X. Wang, Q. Liu // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. - 2006. - Vol. 18. - P. 636-641.Yu, H., Xu, Y., Shi, P., Wang, X., Liu, Q. Tribological properties and lubricating mechanisms of Cu nanoparticles in lubricant. Transactions of Nonferrous Metals Society of China, 2006, vol. 18, iss. 3, pp. 636–641.Zhang, Y. S. Friction and wear behaviors of nanocrystalline surface layer of pure copper / Y. S. Zhang, Z. Han, K. Wang, K. Lu // Wear. - 2006. - Vol. 260. - P. 942-948Zhang, Y.S., Han, Z., Wang, K., Lu, K. Friction and wear behaviors of nanocrystalline surface layer of pure copper. Wear, 2006, vol. 260, iss. 9-10, pp. 942–948.Бурлакова, В. Э. Трибоэлектрохимия эффекта безызносности / В. Э. Бурлакова. - Ростов-на-Дону : Издательский центр ДГТУ, 2005. - 209с.Burlakova, V.E. Triboelektrokhimiya effekta bezyznosnosti. [Tribo Electrochemistry of wearlessness effect.] Rostov-on-Don: DSTU Publ. Centre, 2005, 209 p. (in Russian).Стогний, А. И. Применение АСМ для анализа морфологии поверхности ультратонких металлических пленок / А. И. Стогний, Н. Н. Новицкий // БелСЗМ-5, г. Минск, 7-8 окт. 2002. - С. 109-111.Stogniy, А.I., Novitskiy, N.N. Primenenie ASM dlya analiza morfologii poverkhnosti ul'tratonkikh metallicheskikh plenok. [Application of AFM to analyze the surface morphology of the ultra thin metal films.] Minsk: Bel. Seminar on Scanning Probe Microscopy, 2002, 7-8 Oct., pp. 109–111 (in Russian).Achanta, S. Friction mechanisms at the micro-scale / S. Achanta, T. Liskiewiez, D. Drees // Tribology International - 2009. - Vol. 42. - P. 1792-1799.Achanta, S., Liskiewiez, T., Drees, D. Friction mechanisms at the micro-scale. Tribology International, 2009, vol. 42, iss. 11-12, pp. 1792–1799.Kah-Yoong Chan. Atomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction (XRD) investigations of copper thin films prepared by dc magnetron sputtering technique / Chan Kah-Yoong, Teo Bee-San // Microelectronics Journal. - 2006. - Vol. 37. - P. 1064-1071.Kah-Yoong Chan, Teo Bee-San. Atomic force microscopy (AFM) and X-ray diffraction (XRD) investigations of copper thin films prepared by dc magnetron sputtering technique. Microelectronics Journal, 2006, vol. 37, iss. 10, pp. 1064–1071.Акимов, В. В. Применение сканирующей зондовой микроскопии для исследования ультрадисперсных минеральных систем / В. В. Акимов, И. Н Герасимов, С. В. Липко // Вестник отделения наук о Земле РАН. - 2006, №1(24). - С. 5-9.Akimov, V.V., Gerasimov, I.N., Lipko, S.V. Primenenie skaniruyushchey zondovoy mikroskopii dlya issledovaniya ul'tradispersnykh mineral'nykh sistem. [Application of scanning probe microscopy to study ultradisperse mineral systems.] Vestnik otdeleniya nauk o Zemle RAN, 2006, no. 1(24), pp. 5–9 (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.