THIN-LAYER NANOCOMPOSITE COATINGS FOR CONSTRUCTION EQUIPMENT
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2025-138-3-99-103Keywords:
nanocomposite coatings, morphology, microhardness, fluorine-containing compounds, oligomer, crystal, construction machineryAbstract
Fluorine-containing coatings are promising materials for increasing the service life of equipment used in construction. The range of these compounds is quite wide, and the thickness of the coatings can vary from tens of nanometers to tens of millimeters. Interest in these coatings is due to high performance. Thin-layer coatings of fluorine-containing compounds formed from solutions were studied. These connections can be widely used in various friction assemblies of construction equipment to increase the service life. The article discusses issues related to the change in the physical and mechanical characteristics of fluorine-containing coatings, known under the trade name "Foleox." The morphology and microhardness of coatings were studied depending on the technological parameters used to create these protective layers. As surfactant, fluorine-containing oligomers of the trade name "Foleox" were used, the structural formula of which is RF – COOH (F1); RF = CONHR1 (F-AK1); RF – RF (F14) (where RF – fluorine-containing radical), RF – CONHR2 (F-AK2), B1 – water-soluble foleox. The coatings were applied by dipping the substrate in a 1–2 % solution of fluorine-containing oligomer in chladone 113 followed by air drying. A HWMMT-X7 microhardness meter was used to measure the microhardness of coatings formed on metals. The morphology was studied using an NT-206 atomic force microscope. It has been found that fluorine-containing oligomers strengthen the surface layers of the substrate if chemical (chemisorption) bonds such as salts of higher acids are formed between the film of the fluorine-containing oligomer and the metal (substrate). If the formation of a chemisorption interaction between the oligomer molecules and the substrate does not occur, plasticization of the surface layers of polycrystals occurs. Energy treatment intensifies the processes of crystal formation in thin films, as a result, the microhardness of the thin-layer composite coating increases. These coatings can be recommended for friction assemblies of construction equipment operated in severe conditions.
References
Соединения фтора: Синтез и применение ; пер. с японского ; под ред. Н. Исикавы. – М. : Мир, 1990. – 407 с.
Новое в технологии фторсодержащих соединений ; пер. с японского ; под ред. Н. Исикавы. – М. : Мир, 1984. – 592 с.
Бузник, В. М. Металлополимерные нанокомпозиты. (производство, свойства, применение) : монография / В. М. Бузник, В. М. Фомин, А. П. Алхимов. – Новосибирск : СО РАН, 2005. – 260 с.
Структурно-морфологические закономерности трения и износа пленок фторсодержащих олигомеров «Фолеокс» / В. А. Струк, С. А. Чижик, Е. В. Овчинников [и др.] // Трение и износ. – 1995. – Т. 16, № 5. – С. 974–979.
Бойко, Ю. С. Морфологические особенности формирования тонкопленочных покрытий из растворов фторсодержащих олигомеров на различных подложках / Ю. С. Бойко, В. И. Кравченко, Е. В. Овчинников // Материалы. Технологии. Инструменты. – 1999. – № 4. – С. 42–46.
Влияние строения фторсодержащих олигомеров на фрикционные свойства низкоскоростных узлов трения / В. А. Струк, П. Н. Богданович, Е. В. Овчинников [и др.] // Трение и износ. – 1996. – Т. 17, № 3. – С. 386–390.
Овчинников, Е. В. Ориентация фторсодержащих олигомеров типа «Фолеокс» на поверхности металла и их триботехнические свойства / Е. В. Овчинников // Трение и износ. – 1994. – Т. 15, № 6. – С. 1098–1101.
Рогачев, А. В. Тонкие вакуумные полимерные покрытия: обзор. Информация / А. В. Рогачев ; Гомельский политехнический институт. – Гомель, 1988. – 43 с.
Rowlson, J. Molecular Theory of Capillarity / J. Rowlson, B. Widom. – М. : Мир, 1986. – 375 с.
Влияние структуры фторсодержащих олигомеров на трение тихоходных узлов трения / П. Н. Богданович, Е. В. Овчинников, В. А. Струк [и др.] // Физика и технология тонкопленочных материалов: сборник научных статей / Белорусский государственный университет ; под ред. А. В. Рогачёва. – Гомель, 1996. – Выпуск № 3. – С. 44–50.
Триботехнические характеристики композиционных многослойных покрытий / Е. В. Овчинников, С. Д. Лещик, В. А. Струк [и др.] // Трение и износ. – 2000. – Т. 21, № 2. – С. 147–155.
Struk, V. A. Structure and tribotechnical properties of the thin films of fluorine containment oligomers / V. A. Struk, E. V. Ovchinnikov, Y. S. Bojko // Inżynieria Ortopodyczna i Protetyczna – IOP'97: Proceedings of the 1st Symposium, Bialystok, June 23–25, 1997 / Politechnika Białostoka, Akademia Medyczna w Białymstoku. – Bialystok, 1997. – Р. 549–551.
Патент 2254398 Российская Федерация, IPC7 C23C 14/06, B23B 27/14. Композитный материал для многослойных покрытий : № 2004103899/02 : заявлено 10.02.2004 : опубликовано 20.06.2005 / Струк В. А., Костюкович Г. А., Кравченко В. И., Овчинников Е. В., Рогачев А. В., Радевич А. М., Авдейцчик С. В. ; заявитель ОАО «Белкард». – Бюллетень № 17. – 1 с.
Synthesis and tribological properties of new fluoro-containing oligomers / S. A. Nalet'ko, A. P. Safronov, E. B. Trushina [et al.] // Russian Journal of Applied Chemistry. – 2013. – Vol. 86, № 11. –
P. 1767–1772.
Structural-morphological characteristics and properties of fluorine-containing surface-modified poly (ethilene terephthalate) films / S. V. Kudashev, V. N. Arisova, T. I. Danilenko [et al.] // Protection of Metals and Physical Chemistry of Surfaces. – 2015. – Vol. 51 (1). – P. 106–111. – DOI: 10.1134/S2070205114050098.
Ovchinnikov, E. V. Orientation effects in thin-film fluorine-containing coatings / E. V. Ovchinnikov // Surface Engineering and Applied Electrochemistry. – 2025. – Vol. 61, Iss. 3. – P. 362–366.
Электроискровые фторсодержащие покрытия / Е. В. Овчинников, А. Ч. Свистун, А. И. Веремейчик [и др.] // Вестник Брестского государственного технического университета. – 2025. – № 2 (137). – С. 68–72.
Фторсодержащие покрытия алмазоподобного углерода / И. П. Акула, В. Г. Залесский, Н. М. Чекан, Е. В. Овчинников // Известия Национальной академии наук Беларуси. Серия физико-технических наук. – 2024. – Т. 69, № 3. – С. 183–193.
Овчинников, Е. В. Ориентационные эффекты в тонкослойных фторсодержащих покрытиях / Е. В. Овчинников // Современные методы и технологии создания и обработки материалов. Материаловедение : сб. науч. тр. : в 3 кн. – Минск : ФТИ НАН Беларуси, 2023. – Кн. 1. – С. 233–239.
Бойко, Ю. С. Технологические особенности формирования композиционных тонкопленочных покрытий на основе фторсодержащих полимеров и олигомеров : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.17.06 / Бойко Юрий Сергеевич ; БГТУ. – Минск, 1998. – 21 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The work is provided under the terms of Creative Commons public license Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0). This license allows an unlimited number of persons to reproduce and share the Licensed Material in all media and formats. Any use of the Licensed Material shall contain an identification of its Creator(s) and must be for non-commercial purposes only. Users may not prevent other individuals from taking any actions allowed by the license.
