Прогнозирование физико-механических характеристик и создание функциональных полимерных композитных материалов и покрытий антифрикционного и антикоррозионного назначений

Проект направлен на решение фундаментальной проблемы прогнозирования физико-механических свойств, разработки и создания (на основе проведенного теоретического моделирования) функциональных полимерных и композитных материалов, предназначенных для восстановления объемно-поверхностных дефектов (в том числе коррозионных и износных повреждений машин, механизмов и газонефтепроводных транспортных систем), а также лаков антифрикционного и антикоррозионного назначений. Эффективным технологическим приемом повышения эксплуатационных свойств трибоизделий является нанесение на их поверхности покрытий. Установлено, что тонкие слои покрытий (в том числе лаков) служат защитой от коррозии, снижают коэффициент трения, температуру в зоне контакта, повышают износостойкость изделий. Они оказывают влияние и на распределение механических напряжений в поверхностных слоях и по глубине материала-основы. Характер этого влияния зависит как от свойств отдельных элементов, так и от геометрических параметров всей системы. Для улучшения антифрикционных и антикоррозионных свойств контактирующих поверхностей применяются как слоистые покрытия из различных материалов, так и передовая технология капсулирования с использованием шарообразных микрокапсул, наполненных смазочным веществом и утопленных в поверхности покрытия. При нанесении покрытий (лаков), а также в процессе их эксплуатации, возникает задача не только расчета трибохарактеристик контакта, но и напряженно-деформированного состояния самих композиций. Поэтому разработка новых антифрикционных и антикоррозионных композитных покрытий (лаков) предполагает оптимизацию их структуры по целому спектру физико-механических свойств (упругих, термодинамических, диэлектрических и др.). Разрабатываемые покрытия должны обладать высокой механической прочностью, стабильными фрикционно-износными характеристиками, стойкостью к температурным воздействиям и влиянию других внешних эксплуатационных факторов. Стохастическая структура этих материалов существенно ограничивает возможности типизации экспериментальных исследований. Небольшие изменения в структуре могут приводить к существенным изменениям их свойств. Поэтому важной задачей является построение математических моделей прогнозирования физико-механических характеристик покрытий при известных параметрах структуры, свойствах компонентов и видах прикладываемых воздействий. Таким образом, проблема прогнозирования физико-механических характеристик, разработки исоздания функциональных полимерных композитных материалов и покрытий (в том числе лаков) антифрикционного и антикоррозионного назначений является актуальной и имеет значительный практический интерес.