Российские исследователи разработали методику, позволяющую наблюдать за изменениями кристаллической структуры материалов непосредственно во время трения. Новый подход поможет изучать причины износа и в перспективе создавать более долговечные материалы для транспортного и горнодобывающего машиностроения, а также металлургии, сообщает ТАСС.
Трение и изнашивание вызывают энергетические потери и снижают надежность машин, причем смазочные материалы не всегда способны предотвратить износ в условиях граничной или сухой смазки. Одновременно существуют системы, в которых трение необходимо, включая тормозные механизмы и процессы прокатки.
Во время трения в приповерхностных слоях накапливаются дефекты, меняется структура и формируются новые фазы, влияющие на дальнейшее поведение материала. Созданная методика объединяет испытания в процессе трения с регистрацией дифракционных картин при помощи синхротронного излучения. Это позволяет отслеживать фазовый состав и параметры кристаллической структуры в реальном времени.
Один из авторов разработки Кемал Эмурлаев пояснил, что верхние слои трущегося материала постепенно приобретают структуру, отличающуюся от первоначальной. Исследователи смогли последовательно фиксировать накопление дефектов, изменение свойств и появление новых фаз непосредственно в ходе испытаний.
Для экспериментов в Новосибирском государственном техническом университете изготовили специальную машину трения, совместимую с синхротронной установкой. Работоспособность метода подтвердили на синхротроне в Гренобле, где испытания провели с алюминием, медью, титаном, железом и различными сталями.
Для обработки большого потока данных ученые также создали программу, автоматически анализирующую дифракционные картины и изменения структуры. Работу представили на международной конференции SKIF-2026, которая проходит 18–23 октября в Новосибирской области и объединила более 700 российских и зарубежных ученых.