Совершив удивительный шаг вперед, который позволяет по-новому взглянуть на проектирование механизмов, группа российских инженеров только что представила революционную технологию в уважаемом журнале Nature. Этот новый метод позволяет радикально снизить трение и износ подшипников скольжения – ключевого компонента бесчисленных механических систем – даже в самых сложных условиях без смазки.
Подшипники скольжения являются краеугольным камнем современной техники и используются во всем: от бытовой техники до современного промышленного оборудования. Однако их зависимость от смазки всегда была существенным ограничением, особенно при динамических нагрузках или экстремальных температурах.
Команда из Ижевска и Екатеринбурга под руководством профессора Харанжевского Е.В. разработала инновационный подход, который предполагает легирование стальных валов висмутом с использованием сложной лазерной обработки короткими импульсами. Используя диоксид марганца в качестве катализатора, они успешно внедрили висмут в сталь, создав то, что, как показали просвечивающая электронная микроскопия и рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия, представляет собой крайне неравновесное состояние вещества, которого традиционные методы никогда не смогут достичь.
Результаты? Обработанные стальные диски, проверенные в контакте с бронзой в жестком тесте на скольжение «блок-по-кольцу», показали исключительную долговечность и сверхнизкий коэффициент трения, безупречно работая даже после 200 км скольжения под значительной нагрузкой без капли смазки.
Пожалуй, наиболее убедительной демонстрацией их успеха стала работа турбокомпрессора двигателя внутреннего сгорания, оснащенного модифицированным стальным валом. Работая без смазки на ошеломляющих оборотах в 75 000 об/мин, производительность турбокомпрессора стала неоспоримым доказательством потенциала этой технологии.
Последствия этого открытия огромны и захватывающи. Благодаря простому, но гибкому процессу модификации возможности охватывают различные отрасли, предлагая устойчивое и эффективное решение, которое может изменить будущее машиностроения. Научная команда продолжает вести научные исследования, а мы – следить за этим развитием с большим ожиданием того, какое влияние оно может оказать на глобальные стандарты производства и проектирования.
Эта новаторская работа, свидетельствующая о человеческой изобретательности и бесконечном стремлении к прогрессу, поддержана грантом Российского научного фонда № 19-79-2001 и представлена в журнале Nature Scientific Research (доступ по ссылке). Оставайтесь с нами, пока мы отслеживаем отклики этого плодотворного исследования по всему миру.