Полімерні матеріали, модифіковані напівпровідниковими речовинами, у вузлах тертя гальмівних пристроїв

Автори М.В. Кіндрачук1 , О.І. Вольченко2, Д.О. Вольченко2, М.О. Вольченко3, П.О. Поляков3, А.О. Корнієнко1 , А.О. Юрчук1
Приналежність

1Національний авіаційний університет, просп. Космонавта Комарова, 1, 03058 Київ, Україна

2Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу, вул. Карпатська, 15, 76018 Івано-Франківськ, Україна

3Кубанський державний технологічний університет, вул. Московська, 2, 35087 Краснодар, Росія

Е-mail vol21@ukr.net
Випуск Том 11, Рік 2019, Номер 3
Дати Одержано 24 лютого 2019; у відредагованій формі 12 червня 2019; опубліковано online 25 червня 2019
Посилання М.В. Кіндрачук, О.І. Вольченко, Д.О. Вольченко, та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 № 3, 03014 (2019)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.11(3).03014
PACS Number(s) 81.40.Pq, 81.05.Hd
Ключові слова Полімери (8) , Напівпровідникові матеріали, Енергетичні рівні (2) , Мікровиступи поверхонь тертя, Ефект транзистора.
Анотація

У статті досліджено контактно-імпульсну фрикційну взаємодію мікровиступів поверхонь тертя стрічково-колодкового гальма, виходячи з принципів градієнтної теорії електричного і теплового полів. Доведено, що при фрикційній взаємодії мікровиступів поверхонь тертя електричне поле діє перпендикулярно напрямку сили тертя, а теплове поле – паралельно. На прикладі однієї з основних напівпровідникових речовин Si (кремній) проілюстровано характеристики і параметри структури "метал – полімер – напівпровідник" у миттєвих електричних полях, які спостерігаються в початковий момент фрикційної взаємодії мікровиступів поверхонь тертя. Напівпровідникові елементи, вмонтовані з боку робочої поверхні фрикційних накладок, при гальмуванні взаємодіють з хімічними елементами матеріалу ободу шківа гальма, що сприяє виникненню складних комбінацій переходів електропровідності. Вони здатні працювати в режимах мікротемогенераторів і мікротемохолодильників, діодів і транзисторів з миттєвим їх перемиканням. При цьому виникають прямі й зворотні електричні струми, які навантажують і розвантажують обід шківа. Для зниження їх енергонавантаженості і підвищення зносостійкості при підборі матеріалів пар тертя гальма досягається ефект "транзистора". Проведено експериментальні дослідження вдосконалених пар тертя стрічково-колодкового гальма, які показали стабілізацію сили тертя і динамічного коефіцієнта тертя, зменшення поверхневих і об'ємних градієнтів температури обода шківа і зниження гальмівного моменту до 3.0 %. Це дозволить запобігти перегріву поверхневих шарів полімерних накладок і суттєво підвищити ефективність дії пар тертя гальмівних пристроїв. За рахунок ефекту транзистора досягнуто зменшення енергонавантаженості пар тертя гальма до 15.0 % і зносу робочих поверхонь накладок до 11.5 %.

Перелік посилань