Probe microscopy in the study of the surface of aluminum alloys

The work was supported by the Grant of the RNF 14-19-01033-P (study of topography and elemental composition of the surface) and the State Task (№ State registration AAAA-A17-117021310379-5 - study of electrical properties of the surface). The authors are grateful to N.A. Belov (MISiS) for providing samples

SEM and SPM studies of friction composite materials based on carbon graphitized fibers

The work was supported by the Russian Scientific Foundation (project no. 19-19-00548)

Methods of probe microscopy in the study of topography and elastic properties of cold-resistant elastomers

The work was carried out under the financial support of the Russian Science Fund, grant 14-29-00198-П(sample preparation and scanning electron microscopy) and the Federal Agency of Scientific Organizations - Agreement No 007-ГЗ/Ч3363/26 (scanning probe microscopy)

Probe and electron microscopy of the surface of antifriction aluminium alloys

Работа посвящена изучению железосодержащих антифрикционных алюминиевых сплавов. Исследования проводили с использованием комплекса различных методов микроскопии, взаимно дополняющих друг друга. Были изучены образцы сплавов, как в исходном состоянии, так и после различных видов термообработки (ТО). Показано, что ТО приводит к существенным изменениям структуры сплавов.The work is devoted to investigation of iron-containing aluminum antifrictional alloys. Mutually complementary different microscopy methods were used. Samples at the initial state and after the different types of heat-treatments were investigated. It was shown that some types of treatment lead to significant changing of the surface structure.Работа проведена при поддержке гранта РНФ 14-19-01033. Авторы благодарны Н.А.Белову (МИСиС) за предоставление образцо

Probe Microscopy of Adhesive and Viscous parameters of Elastomers

В работе исследовалось влияние различных модификаторов (технический углерод, оксид графена и фторсодержащий модификатор) на эксплуатационные свойства низкотемпературных уплотнительных резин. Показано, что введение технического углерода, приводит к значительному увеличению прочности и модулей при растяжении.The influence of different Modifying Agents (Technical Carbon (TC), Graphene Oxide and fluorine composite) on operating parameters of Low-temperature Rubbers was investigated. It was shown that addition of TC leads to significant increase of strength and strain modulus.Работа проведена при поддержке гранта РНФ 14-29-00198

Изучение структурных изменений поверхностных слоев алюминиевых сплавов на основе системы Al–Si–Cu при их деформации в процессе трения

Experimental antifriction aluminum alloys based on the Al–5%Si–4%Cu system with the addition of Bi, Pb, In, and Cd low-melting components were studied. An optimal heat treatment mode was selected: hardening at 500 °С with further aging at 175 °С. Tribological tests were carried out according to the «shoe–roller» scheme (investigated material – Steel 45) (at pressures of 0.5, 1 and 2 MPa) simulating the bearing assembly operation. It was shown that all the experimental alloys have similar tribological properties. However, their mechanical properties (in particular, hardness) differ. A cadmium containing alloy had the highest hardness. Electron microscopic studies of the shoe and roller surfaces were carried out for samples made of this alloy before and after tribological tests including the study of topography and elemental composition. The process of active mass transfer in the contact zone during friction was revealed. At the same time, the roller demonstrated a film formed of secondary structures on the roller and its parameters were determined  (uneven pattern of location on the surface, considerable relief with the maximum thickness up to 200 μm). It was shown that such a film leads to score formation with the friction modes used. It was determined that for all experimental alloys scoring occurs after testing at pressures above 1 MPa. Shoe nanoindentation (with 10–100 mN loads) showed increased hardness in the surface layer with a thickness of about 30 μm. This may be connected with the material hardening as a result of plastic strains occurred in the friction zone.В работе изучены экспериментальные антифрикционные алюминиевые сплавы на основе системы Al–5%Si–4%Cu с добавлением легкоплавких компонентов Bi, Pb, In и Cd. Подобран оптимальный режим термообработки, включающий закаливание при температуре 500 °С с дальнейшим старением при 175 °С. Проведены трибологические испытания по схеме колодка–ролик (исследуемый материал – Сталь 45) при давлениях 0,5, 1,0 и 2,0 МПа, моделирующие работу подшипникового узла. Показано, что все экспериментальные сплавы обладают близкими трибологическими свойствами, однако их механические характнристики, в частности показатели твердости, различаются. Наибольшее ее значение имеет сплав, содержащий кадмий. Электронно-микроскопическим методом исследованы поверхности колодки и ролика из этого материала до и после трибологических испытаний: изучена топография и определен элементный состав. Выявлен процесс активного массопереноса в контактной зоне при трении. При этом на ролике обнаружено формирование пленки вторичных структур и определены ее параметры: неравномерный характер расположения на поверхности и развитый рельеф, максимальная толщина которого достигает 200 мкм. Показано, что при использованных режимах трения такая пленка способствует образованию задира. Установлено, что задир для всех экспериментальных сплавов наступает после испытаний при давлении выше 1 МПа. Проведенное наноиндентирование колодки (с нагрузками от 10 до 100 мН) показало увеличение твердости в приповерхностном слое толщиной около 30 мкм. Это может быть связано с упрочнением материала в результате возникновения пластических деформаций в зоне трения

Probe microscopy and another microscopy methods for investigation of the surface of non-homogeneous materials

Тонкие покрытия, состоящие из оксидов l, Zr и Y, нанесенных на стальную подложку из нержавеющей стали, исследовались до и после триботехнических испытаний. Показано, что покрытия на основе диоксида циркония, стабилизированного иттрием, увеличивают ресурс работы материала.Thin over layers (Al, Zr and Y oxides), deposited on stainless steel substrate, were investigated before and after the friction tests. It was shown that covering by zirconium oxide (stabilized by yttrium) leads to increase of operation life of composition.Работа проведена при поддержке гранта РФФИ 15-08-06298