Наноинженерия поверхности

Если по условиям эксплуатации не требуется получать нанохарактеристики материала по всему объему/толщине,  достаточно получить их в поверхностном слое, сформировав его с помощью нанесения соответствующего покрытия. Для этого применяются все существующие на сегодняшний день нанотехнологии: нанесение, напыление, наплавка и т.д. Наиболее развитых технологий нанесения покрытий насчитывается более Можно получить покрытия с самой разной толщиной и адгезией. Особое положение в наноинженерии поверхностей занимают активные минералы. В результате технологических воздействий они формируют на поверхности вторичные структуры, в узлах трения – вторичные трибоструктуры. Наиболее изученными минералами, формирующими подобные структуры, являются: серпентиниты, шунгиты, хлоридтрималиты и др. Нанесение этих минералов на поверхности, в теоретическом плане, позволяет добиться эффекта безызносности.

Покрытия могут наноситься механическим вдавливанием, натиранием, ультразвуковой обработкой и т.д. Каждый метод отличается величиной адгезии, толщиной и ресурсом работы сформировавшегося слоя. Формирование структуры покрытия повторяет природные принципы. Так, при работе с УДС с размером частиц не больше микронного, порошок укладывается на поверхности, исключая образование неплотностей, пустот и т.д. Наиболее корректное описание этих процессов представлено в работах Евзиковой и Зуева, профессоров Санкт-Петербургского горного университета.

Трибология

Триболо́гия — наука, раздел физики, занимающаяся исследованием и описанием контактного взаимодействия твёрдых деформируемых тел при их относительном перемещении. Областью трибологических исследований являются процессы трения, изнашивания и смазки. Трибология изучает внешнее и внутреннее трение твердых и жидких тел, учитывая их износ. Она рассматривает протекание процессов, связывающих воедино макро- и микропластическую деформации, квазиупругое взаимодействие контактирующих поверхностей, внутреннее и внешнее трение, схватывание за временные промежутки - значительно меньшие, чем позволяет диффузия, поверхностные волны, возбуждаемые ударными воздействиями, автоколебания и многие другие явления.

Отметим основные направления исследований в области трибологии и триботехники, которые сложились к настоящему времени. Первое из них - структурные аспекты разрушения поверхности при трении. Исследования эволюции структуры приповерхностных объемов, приводящей к отделению частиц износа, которые сделают понимание процессов трения более полным. Вторым направлением исследований является анализ возможных моделей процесса изнашивания, поскольку для предотвращения поверхностного разрушения при трении необходимо знать причины отделения частиц износа. Третье - заключается в изучении возможности прогнозирования износостойкости по стандартным характеристикам механических свойств и особенно по критериям вязкости разрушения (трещиностойкости). Эти направления исследований составляют основу для разработки новых материалов и упрочняющих технологий (включая поверхностные) для узлов и деталей, работающих в условиях трения и износа.

Магнитные наночастицы.

Нанохимия магнитных материалов – одно из наиболее активно развиваемых направлений современной нанонауки, в последние годы привлекает все большее внимание исследователей из различных областей химии, физики, биологии и медицины. Магнитные материалы и феномен магнетизма знакомы человечеству на протяжении давнего времени, и хорошо известно, какую роль игра- ют магнитные явления в жизни современного человека. С интенсивным развитием науки в последние десятилетия и стремительно ворвавшимся в научную лексику термином «нано», магнетизм наноразмерных объектов оказался едва ли не самой «горячей», наряду с фуллеренами и углеродными нанотрубками, темой в научных журналах.

Магнитные наночастицы широко распространены в природе и встречаются во многих биологических объектах. Магнитные наноматериалы используются в системах записи и хранения информации, в новых постоянных магнитах, в системах магнитного охлаждения в качестве магнитных сенсоров и т.п. Все это объясняет большой интерес специалистов различного профиля к таким системам.

Современные методы получения наночастиц магнитных материалов можно разделить на две группы – основанные на получении наночастиц из компактных материалов или же в противоположность, основанные на сборке наночастиц из атомов, ионов, молекул.