Принцип действия технологии Practex
Practex как законченный продукт — это олеоминеральная суспензия, состоящая из 3 % порошка Practex® и 97 % носителя. Суспензия Practex® не отличается по своим физико-техническим характеристикам от масла. Концентрат Practex® представляет собой высоко гомогенизированную тонкодисперсную минеральную смесь, состоящую из слоистых высокомолекулярных силикатов, подвергнутых специальной технологической обработке. Practex® не содержит ни одного из общепринятых веществ и присадок, уменьшающих трение, таких как тальк, графиты, молибдениты или промышленные алмазы. Он заведомо лишен каких-либо абразивных свойств. Максимальные размеры частиц Practex® — менее 5 микрон.
Наличие определенных компонентов в композиции Practex® обеспечивает тиксотропию (изменение направления макромолекул) смазочного масла уже в течение первых 20 минут после попадания Practex® в пару трения. В результате тиксотропии масла в момент микроударов в зоне пятна контакта (в процессе трения) масло становится чрезвычайно упругим и демпфирует столкновение выступов микрорельефа поверхностей трения, фактически предотвращая удар металла о металл. Метаксильные группы, образуемые в результате присутствия Practex® из молекул масла, не создают новых химических связей или иных протяженных ассоциатов масляных полимеров, то есть не изменяют свойств смазочных масел, но ориентируют масляные полимеры с достаточно высокой степенью анизотропии, обеспечивая максимальную упругость масла в направлении векторов соударений.
Вслед за этим начинается модификация поверхностей трения, что приводит к формированию нанослоя. Минералы, входящие в состав Practex®, представляют собой сложные конгломераты октаэдрических и тетраэдрических соединений со связями и др.
При механическом и тепловом воздействии в работающей трибопаре часть молекулярных связей обрывается, и мы получаем соединения с освободившимися связями типа SiО- и выделение воды в результате двух параллельно протекающих процессов:
освобождение сольватированной кристаллической воды из минералов (эндотермическая реакция);
вода образуется водородом, адсорбированным из металла (экзотермическая реакция).
За счет адсорбирования водорода из металла идет активный процесс замещения и образования новых связей. Магний восстанавливает железо из окислов и гидроокислов, присутствующих в масле. Это железо в виде мелкодисперсных фракций заполняет каверны поверхностей трения, останавливая и затем устраняя дефекты кристаллической решетки (вакансии, дислокации, свили). После заполнения впадин микрорельефа начинается наращивание кристаллической решетки по всей площади пятна трения, что приводит к формированию первого, базового слоя.
Устойчивое равновесие эндотермической и экзотермической реакций создается в результате попадания в зону трения в составе Practex® достаточного количества гидроокислов, содержащих ионы-катализаторы металлов с переменной валентностью.
Наличие ионов-катализаторов во время протекания вышеуказанных реакций препятствует образованию свободных радикалов, которые могли бы выйти из координационной сферы, что привело бы к необратимому нарушению процесса. Гидроокислы Practex® обеспечивают то, что ионы металлов остаются в зоне трения, что значительно замедляет изнашивание поверхностей еще до формирования нанослоя.
Поскольку на этом этапе поверхности все еще остаются шероховатыми, постоянное изменение скорости вышеуказанных окислительно-восстановительных реакций приводит к образованию значительного количества воды. Эта вода в момент своего образования участвует в процессе уменьшения сил трения, что также снижает изнашивание поверхностей трения, а далее — вода удаляется из трибосистемы.
На первоначальном этапе формирования нанослоя эндотермическая и экзотермическая реакции протекают параллельно, и их термодинамическое равновесие определяется принципом Ле-Шателье (имеет место ускорение процесса наращивания кристаллической решетки благодаря Оже-эмиссии). Эндотермическая реакция является преобладающей до момента, пока температура в точках микроконтакта поверхностей трения составляет 600 °C или более.
По мере формирования кристаллического слоя эта температура постепенно понижается, и эндотермическая реакция уступает место экзотермической. При температуре 500 °C эндотермическая реакция практически прекращается, и имеет место только экзотермическая реакция, что вызывает повторное повышение температуры. При этом начинается рост второго слоя, микропоры которого оказываются заполненными не кристаллизованным маслом, что придает ему уникальные качества сверхупругости.
Формирование этого слоя протекает до момента, пока температура в области контакта сопряженных поверхностей не повысится до 550 °C. Эта температура приводит к прекращению экзотермической реакции, что останавливает процесс роста нанослоя и приводит к образованию на упругом слое пары трения сетчато-кристаллической поверхности с аномально низким коэффициентом трения.
Эта поверхность формируется в результате связывания полимеров смазочного масла метаксильными группами, присутствующими в Practex®. После определенного порога давления в трибопаре поверхностные микрослои превращаются в резиноподобную структуру, идеальную с точки зрения трения. Это становится причиной окончательного подавления обеих реакций, уменьшения температуры в трибопаре до окружающей ее температуры и завершения формирования защитного нанопокрытия.
