Полимерные композиты представляют собой сложные многокомпонентные материалы, созданные на базе различных видов пластмасс. Они широко используются в современной нефтегазовой отрасли. Из полимерных композитов изготавливают предотвращающие утечки поршневые кольца и уплотнения для трубопроводов, а также детали, работающие под высоким давлением.
Однако по словам специалистов ОмГТУ, в условиях высоких нагрузок и агрессивных сред подобные элементы быстро изнашиваются. Ученые разработали технологию, которая, как утверждается, позволит увеличить срок службы таких деталей. Новый подход основан на комбинации двух физических воздействий — ультразвуковых колебаний и низкочастотной вибрации в процессе прессования.
Традиционный метод производства полимерных композитов включает механическое смешивание наполнителя с полимерной матрицей, прессование и последующее спекание. Однако при таком подходе упрочняющие частицы распределяются неравномерно, что ограничивает улучшение способности материала сопротивляться трению и износу, рассказали в вузе.
Технология, разработанная учеными ОмГТУ, обеспечивает возможность достижения более плотной упаковки композиционной смеси и равномерного распределения частиц, улучшающих эксплуатационные характеристики изделий.
«Наш метод за счет сочетания вибрации и ультразвуковых колебаний способствует равномерному распределению армирующих частиц, которые связываются с полимерной матрицей при спекании. В результате на поверхности в процессе эксплуатации детали образуются микровыступы, замедляющие износ материала»
комментирует доцент кафедры «Материаловедение и технологии материалов» ОмГТУ Виталий Путинцев.
Результаты исследования показали, что износостойкость композитов, изготовленных с использованием новой технологии, повышается в три раза. Уникальность разработки заключается в использовании специального генератора, созданного учеными ОмГТУ совместно с индустриальным партнером. Технология прессования запатентована в 2019 году.
