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, 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