Наноструктурний ревіталізант та спосіб отримання наноструктурного ревіталізанта з стійкою формою наноструктури

Реферат: Винахід належить до нанотехнології, а саме до отримання наноструктур, які можуть використовуватися в мастильних складах для обробки вузлів тертя механізмів і машин. Наноструктурний ревіталізант отримано з продуктів дегідратації природних або синтезованих гідратів неорганічних сполук, або їх сумішей при температурі видалення конституційної води і температурі стабілізації продукту дегідратації в інтервалі 300-1200 °C. Наноструктурний ревіталізант містить оксиди MgO та/або SiO2, та/ або Al2О3, та/або СаО, та/або Fe2O3, та/або K2О, та/або Na2O, включає нанозерно і сполучну фазу, являє собою гранатоподібне двофазове утворення, розмір якого знаходиться в діапазоні 100-100000 нм, при розмірі нанозерна в діапазоні 2-200 нм. Спосіб отримання наноструктурного ревіталізанта з стійкою формою наноструктури включає етап дегідратації природних або синтезованих гідратів неорганічних сполук, або їх сумішей при температурі видалення конституційної води від 300 до 1000 °C та UA 104864 C2 (12) UA 104864 C2 етап перемішування отриманого продукту з мастильним середовищем. Суміш подають на поверхні, які труться, або в зону тертя. Формування стійкої форми наноструктурного ревіталізанта додатково включає етап отримання структурно-безповоротної форми (етап стабілізації), який полягає в стабілізації продукту дегідратації при температурі від 1000 до 1200 °C протягом 1-3 годин до утворення частинок в діапазоні від 100 до 100000 нм і етап одержання стійкої геометричної форми (форми кочення), який відбувається після подачі стабілізованого продукту дегідратації на поверхні, які труться, або у зону тертя. Він залежить від режиму змащення або режиму тертя, при якому виконується умова: h≤Ra≤ розміру стабілізованої наноструктури ревіталізанта, де h-товщина мастильного шару або відстань між поверхнями, які труться Ra - шорсткість поверхні. Використання даного винаходу забезпечує модифікацію структури тертьових поверхонь деталей і механізмів, а саме їх зміцнення, зниження шорсткості, утворення структурованого покриття на поверхнях, що веде до їх відновлення, захисту від зносу, збільшення ресурсу тощо. UA 104864 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до нанотехнології, а саме до можливих форм наноструктур та до способів отримання таких наноматеріалів, які можуть використовуватися в мастильних складах для обробки вузлів тертя, а так само для відновлення тертьових поверхонь деталей механізмів і машин. Відомо, що зі зменшенням характерних розмірів матеріалів і переходом їх на рівень нанофазних матеріалів, властивості таких матеріалів можуть зазнавати істотних змін, при цьому у індивідуальних нанооб'єктів та у організованих утвореннях нанооб'єктів, виникають нові властивості, важливі для технічного застосування в різних областях техніки. Відомо наприклад, технічне рішення "Суспензія органіко-неорганічних наноструктур, що містить наночастки благородних металів" (патент РФ № 2364472 від 11.10.2007), згідно з яким, наноструктура виконана у вигляді полікомплексу в двофазній реакційній системі, що складається з двох об'ємних контактуючих рідин, що не змішуються, при цьому полікомплекси включають органічні молекули, що містять аміногрупи в кількості 2 або більше, і наночастки благородних металів. В основу технічного рішення поставлена задача удосконалення наноструктурного ревіталізанта з стійкою формою наноструктури, який отримано з продуктів дегідратації природних або синтезованих гідратів неорганічних сполук, або їх сумішей при температурі видалення конституційної води і температурі стабілізації продукту дегідратації, що знаходяться в інтервалі 300-1200 °C, який в стабільному стані містить оксиди з ряду MgO та/або SiO 2, та/ або Al2О3, та/або СаО, та/або Fe2O3, та/або K2О, та/або Na2O, і включає нанозерно і сполучну фазу, в якому наноструктурний ревіталізант являє собою гранатоподібне двофазове утворення, розмір якого знаходиться в діапазоні 100-100000 нм, при розмірі нанозерна в діапазоні 2-200 нм, видалення конституційної води відбувається при температурі 300-1000 °C, стабілізація продукту дегідратації відбувається при температурі 1000-1200 °C, гранатоподібне двофазове утворення наноструктурного ревіталізанта утворене з сумішей продуктів дегідратації природних і/або синтезованих гідратів, твердість наночастинок складає 7-10 од. за шкалою Мооса. Фізико-хімічні властивості матеріалу, що включає частинки, які містять метал, у великій мірі залежать від природи металу, форми і розміру частинок, їх орієнтації, кількості та розподілу часток у структурі матеріалу. Властивостінаночастинок металу, зокрема їх форма, кристалічна структура і ступінь кристалічності, оптичні, електронні характеристики і каталітичні властивості, істотно залежать від їх розміру. В теперішній час в науково-технічній літературі описано досить багато різних способів синтезу наночастинок благородних металів, у тому числі різновиди методу синтезу колоїдних наночастинок благородних металів в об'ємній однофазовій рідкій реакційній системі, який заснований на відновленні солей або комплексів іонів металів в присутності стабілізуючих лігандів. У відношенні способу отримання наноструктурного ревіталізанта з стійкою формою наноструктури, рівень техніки полягає в наступному - спосіб отримання наночастинок не можна відокремлювати від методів їх стабілізації. Відомий наприклад, "Спосіб отримання наночастинок" (патент РФ № 2233791 від 26.03.2002), який включає проведення процесів синтезу наночастинок, що відрізняється тим, що синтез наночастинок проводиться під дією хімічних впливів або фізичних впливів, або їх комбінацій в мономолекулярному шарі на поверхні рідкої фази. Крім цього відомий "Спосіб отримання суспензії органіко-неорганічних наноструктур" (патент РФ № 2364472 від 11.10.2007), що містить наночастки благородних металів, який включає формування реакційної системи, що містить металовмісні молекули прекурсорів та лігандів, додавання до неї відновника і синтез наночастинок, що відрізняється тим, що формують двофазову реакційну систему, що складається з двох контактуючих об'ємних рідин, які не змішуються - гідрофобної і водної фази, при цьому в якості лігандів використовують органічні молекули, що містять аміногрупи в кількості 2 або більше, металовмісні молекули прекурсору розчиняють в гідрофобній фазі, ліганди - у водній фазі, в яку додають відновник. В основу технічного рішення, яке заявляється, поставлена задача, вдосконалення способу отримання наноструктурного ревіталізанта з стійкою формою наноструктури, який включає етап дегідратації природних або синтезованих гідратів неорганічних сполук, або їх сумішей при температурі видалення конституційної води від 300 до 1000 °C та етап перемішування отриманого продукту з мастильним середовищем, де зазначені оксиди вибрані з груп, які включають MgO та/або SiO2, та/ або Al2О3, та/або СаО, та/або Fe2O3, та/або K2О, та/або Na2O, подачу приготовленої суміші на поверхні, які труться, або в зону тертя, у відповідності до якого формування стійкої форми наноструктурного ревіталізанта додатково включає етап отримання структурно-безповоротної форми (етап стабілізації), який включає стабілізацію продукту 1 UA 104864 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дегідратації при температурі від 1000 до 1200 °C протягом 1-3 годин, при якому формуються утворення в діапазоні від 100 до 100000 нм і етап одержання стійкої геометричної форми (форми кочення), який відбувається після подачі стабілізованого продукту дегідратації на поверхні, які труться, або у зону тертя і який залежить від режиму змащення або режиму тертя, при якому: h≤Ra≤ розмір стабілізованої наноструктури ревіталізанта, де h-товщина мастильного шару або відстань між поверхнями, які труться, Ra - шорсткість поверхні. Крім того етап отримання стійкої геометричної форми наноструктурного ревіталізанта (форми кочення) відбувається при граничному режимі мастила або граничному режимі тертя, при якому h