Разработанная российскими специалистами инновационная присадка не просто компенсирует износ металлических деталей. Она предотвращает его развитие на атомарном уровне, открывая новые возможности для применения в высокотехнологичных отраслях.
По оценкам специалистов, до 85–90 % отказов оборудования связано с износом узлов трения. Ремонт таких узлов зачастую обходится дороже, чем замена на новые, а суммарные потери мировой промышленности исчисляются сотнями миллиардов долларов ежегодно. В таких условиях повышение износостойкости становится одной из приоритетных задач материаловедения. Современные лаборатории создают легирующие композиции, наноструктурированные покрытия и композиты, используя карбиды, нитриды, графен и другие модификаторы. Каждый удачный прорыв в этой области — это десятки процентов повышения ресурса, снижение простоев, эксплуатационных затрат и рисков аварий.
Инновационная присадка
Компания АО «Высота-Групп» предложила собственное решение на базе модифицированных фуллеренов C₆₀. Новый продукт призван системно решать технические проблемы в эксплуатации силовых агрегатов — от легковых автомобилей до тяжелой промышленной техники.
Как пояснил руководитель компании Иван Гах, ключевым компонентом стала углеродная наноструктура — бакминстерфуллерены, насыщенные комплексом из более чем 40 металлов. При взаимодействии с рабочими поверхностями они формируют металлический защитный слой толщиной до 5 микрон. При этом наночастицы проникают в поверхностный слой металла и способствуют перестройке его кристаллической решетки, повышая устойчивость к разрушению.
«Наш продукт работает не поверхностно, а структурно — он изменяет свойства самого металла на микроуровне», — отметил Гах.
Полевые испытания показали, что применение присадки Renox увеличивает прочностные характеристики фрикционных узлов до 8 раз (в зависимости от условий нагрузки), повышает их рабочий ресурс в среднем на 1,5–2 раза, улучшает компрессию, дает прирост мощности двигателя на 3–5 %, а также снижает расход топлива до 20 % в зависимости от степени износа двигателя и режима эксплуатации.
Экономический эффект сопровождается и экологическими преимуществами: за счет уменьшения расхода топлива снижаются и выбросы CO₂ — до 20 %, что подтверждает экологическую эффективность технологии.
Для оценки эффективности защитной пленки, формируемой присадкой, был проведён комплексный анализ поверхности с использованием СЭМ, АСМ и рентгеноструктурного анализа (XRD). Эти методы подтвердили формирование наноструктурированной пленки, структура и размер которой соответствуют модифицированным фуллеренам, входящим в состав продукта. Полученные данные указывают на четкую защиту микровыступов и снижение фрикционного контакта на наноуровне.
Результаты исследования показали, что присадка обеспечивает эффективную защиту поверхностных микровыступов, предотвращая их разрушение и снижая фрикционное взаимодействие в критических зонах. В отличие от традиционных решений, действующих краткосрочно за счет поверхностной смазки, эта технология формирует устойчивую нанопленку, способную адаптироваться к нагрузкам и сохранять защитные свойства в условиях высоких температур и давления. Это дает ощутимый прирост ресурса узлов и стабильность их работы даже при предельных режимах.
По результатам XRD-анализов, поверхностное напряжение не превышало 115 МПа, что значительно ниже критических значений, при которых в металле обычно инициируются микротрещины и развивается износ по механизму деламинации. Это означает, что технология не просто снижает трение, а эффективно подавляет глубинные процессы разрушения, продлевая срок службы деталей даже в условиях высоких нагрузок.
Использование в отраслях с высокими нагрузками. Сегодня присадка доступна в удобной упаковке и адаптированной дозировке. Она может быть применена в любом устройстве, где присутствует металлическое трение, — от легковых двигателей до редукторов тяжёлой техники.
Особую значимость технология приобретает в отраслях с высокими нагрузками и критичностью ресурса, например в энергетике — для защиты от износа лопаток турбин и редукторов ветрогенераторов, в авиации и космосе — где экстремальные температуры и вибрации требуют повышенной надежности узлов, в гидравлических системах и добывающей промышленности, где важно продление срока службы цилиндров, насосов и рабочих элементов.
Благодаря своей наноструктуре, присадка потенциально применима и в микромеханике, робототехнике, а при должной сертификации — даже в медицинской инженерии, например, для минимизации износа в искусственных суставах или прецизионных устройствах, работающих в вакууме.
На текущем этапе продолжаются исследования по адаптации формулы под различные типы двигателей и условий эксплуатации. Как отмечает разработчик, это только первый шаг к созданию линейки продуктов, направленных на увеличение ресурса и снижение эксплуатационных издержек для промышленных, транспортных и энергетических систем.
Оцените материал
