Вплив високоентропійних сплавів на показник абразивного стирання надвисокомолекулярного поліетилену

Анотація

У роботі розглянуто вплив високоентропійних сплавів Fe₂₀Ni₂₀Co₂₀Be₂₀Si₁₄B₆ та Al₄₀Co₁₂Cu₁₂Cr₁₂Ni₁₂Fe₁₂ на показник абразивного стирання надвисокомолекулярного поліетилену. Зокрема, встановлено ефективний вміст наповнювачів, при яких досягається мінімальне значення показника абразивного стирання. Для сплаву Fe₂₀Ni₂₀Co₂₀Be₂₀Si₁₄B₆ такі значення спостерігаються при концентрації 25 мас.%, тоді як для сплаву Al₄₀Co₁₂Cu₁₂Cr₁₂Ni₁₂Fe₁₂ – при 20 мас.%. У досліджених інтервалах концентрацій спостерігається загальне покращення абразивної стійкості на 35–45% порівняно з вихідним ненаповненим поліетиленом, що свідчить про високу ефективність обраних порошкових наповнювачів. Підвищення зносостійкості пояснюється особливостями взаємодії твердих часток високоентропійних сплавів з полімерною матрицею. Завдяки мікротвердості, що перевищує 10000 МПа, такі частки виконують роль армуючих елементів, які рівномірно розподіляються в об’ємі поліетилену та сприяють формуванню більш стабільної та жорсткої структурної сітки. Це забезпечує ефективний опір механічному руйнуванню поверхневих шарів під час тертя по жорсткозакріплених абразивних частках, що особливо важливо для роботи вузлів тертя в умовах інтенсивних навантажень. Додатково встановлено, що твердість отриманих композитів зростає приблизно у 1,6 рази, що підтверджує підсилюючий вплив високоентропійних наповнювачів та позитивно відображається на експлуатаційній довговічності матеріалу. Отримані результати підтверджують доцільність використання порошків високоентропійних сплавів як перспективних функціональних наповнювачів для створення зносостійких полімерних композиційних матеріалів на основі надвисокомолекулярного поліетилену та окреслюють подальші напрями удосконалення технологій модифікації полімерів.