zldmЗаводская лаборатория. Диагностика материаловIndustrial laboratory. Diagnostics of materials1028-68612588-0187ООО «Издательство «ТЕСТ-ЗЛ»10.26896/1028-6861-2022-88-10-43-47zldm-1772Research ArticleИССЛЕДОВАНИЕ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ. ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И КОНТРОЛЯTESTING OF STRUCTURE AND PARAMETERS. PHYSICAL METHODS OF TESTING AND QUALITY CONTROLИсследование электрофизических ха­рактеристик пластичных смазочных материаловStudy of the electrophysical characteristics of plastic lubricantsСмирноваА. И.SmirnovaA. I.

Антонина Игоревна Смирнова

153025

ул. Ермака, д. 39

Иваново

Antonina I. Smirnova

153025

39, ul. Ermaka

Ivanovo

antonia_smirnova@mail.ruМинеевЛ. И.MineevL. I.

Леонтий Иванович Минеев

153025

ул. Ермака, д. 39

Иваново

Leonty I. Mineev

153025

39, ul. Ermaka

Ivanovo

ГерасимовИ. А.GerasimovI. A.

Илья Александрович Герасимов

153025

ул. Ермака, д. 39

Иваново

Ilya A. Gerasimov

153025

39, ul. Ermaka

Ivanovo

ГолубеваМ. А.GolubevaM. A.

Мария Андреевна Голубева

153025

ул. Ермака, д. 39

Иваново

Maria A. Golubeva

153025

39, ul. Ermaka

Ivanovo

ШиловМ. А.ShilovM. A.

Михаил Александрович Шилов

153003

ул. Рабфа­ковская, д. 34

Иваново

Mikhail A. Shilov

153003

34, ul. Rabfakovskaya

Ivanovo

УсольцеваН. В.Usol'tsevaN. V.

Надежда Васильевна Усольцева

153025

ул. Ермака, д. 39

Иваново

Nadezhda V Usol'tseva

153025

39, ul. Ermaka

Ivanovo

Ивановский государственный университетРоссияIvanovo State UniversityRussian FederationИвановский государственный энергетический университет имени В. И. ЛенинаРоссияIvanovo State Power Engineering University named after V. I. LeninRussian Federation20222410202288104347Copyright © Смирнова А.И., Минеев Л.И., Герасимов И.А., Голубева М.А., Шилов М.А., Усольцева Н.В., 20222022Смирнова А.И., Минеев Л.И., Герасимов И.А., Голубева М.А., Шилов М.А., Усольцева Н.В.Smirnova A.I., Mineev L.I., Gerasimov I.A., Golubeva M.A., Shilov M.A., Usol'tseva N.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.zldm.ru/jour/article/view/1772

   Активно развивающийся электрический автомобильный транспорт предполагает создание токопроводящих смазок. В работе представлены установка и результаты исследования электрофизических свойств промышленно выпускаемых и модельных пластичных смазочных материалов, а также образцов аналогичной консистенции. Установка работает в диапазоне частот тока от 0,1 до 1 кГц и включает термоячейку, позволяющую варьировать толщину образцов и температуру в интервале 20 - 120 °С. Предложена методика определения вольт-амперных характеристик с дальнейшим расчетом удельной электропроводно­сти. С помощью установки анализировали удельную электропроводность модельных пластичных смазочных материалов на основе вазелина медицинского с добавкой углеродных наноструктур — малослойных графитовых фрагментов и их модифицированных аналогов. Вазелин применяли в качестве модельной базовой основы, поскольку его реологические свойства подобны пластичным смазочным материалам, и он не содержит дополнительных присадок, влияющих на результат измерения. Установлено, что введение углеродных наноструктур в вазелин-диэлектрик превращает его в электропроводящий материал. Показано, что предложенная установка позволяет проводить исследования удельной электропроводности систем, моделирующих пластичные смазочные материалы, с достаточной точностью. Полученные результаты могут быть использованы при совершенствовании методики исследования удельной электропроводности модельных и промышленно выпускае­мых пластичных смазочных материалов, в том числе с токопроводящими присадками.

   Actively developing electric automobile transport assumes the creation of conductive lubricants. We pres­ent a setup designed to study the electrophysical properties of industrially produced and model plastic lubricants, as well as the samples of a similar consistency. The setup operates within the current frequency range from 0.1 to 1 kHz and includes a temperature-controlled measuring cell that allows changes in the sample thickness and temperature in the range from 20 to 120 °C. A method for determination of cur­rent-voltage characteristics with subsequent calculation of the specific electrical conductivity is proposed. The specific electrical conductivity of model plastic lubricants based on medical vaseline added with car­bon nanostructures (few-layer graphite fragments and their modified analogs) was studied using the de­veloped setup. Vaseline was used as a base model lubricant, since its rheological properties are similar to that of plastic lubricants and it does not contain any additional additives that can affect the measurement result. The electrically conductive properties of the dispersions of carbon nanostructures and their modi­fied analogs in vaseline were analyzed. It is shown that the introduction of carbon nanostructures into dielectric vaseline turns it into an electrically conductive material. The developed setup makes it possible to study the specific electrical conductivity of systems simulating plastic lubricants with a sufficient accuracy. The results obtained can be used to improve the methodology for studying the specific electrical conductivity of model and industrially produced plastic lubricants, including those with conductive additives.

измерительная термоячейкаудельная электропроводностьпластич­ ный смазочный материалуглеродные наноструктурыmeasuring temperature-controlled cellspecific electrical conductivityplastic lubricantcar­ bon nanostructuresРабота выполнена при финансовой поддерж­ке Минобрнауки РФ (проект № FZZM-2020-0006 для ИвГУ) и Ивановского государственного университета (грант № 24-21-Д)The work was supported financially by the Ministry of Education and Science of the Russian Federation (Project No. FZZM-2020-0006 for Ivanovo State University) and Ivanovo State University (Grant No. 24-21-D)ReferencesMustafa W., Dassenoy F., Sarno M., Senatore A. A review on potentials and challenges of nanolubricants as promising lubricants for electric vehicles / Lubrication Science. 2022. Vol. 34. E 1 -29. DOI: 10.1002/ls.1568Mustafa W., Dassenoy F., Sarno M., Senatore A. A review on potentials and challenges of nanolubricants as promising lubricants for electric vehicles / Lubrication Science. 2022. Vol. 34. E 1 -29. DOI: 10.1002/ls.1568Farfan-Cabrera L. I. Tribology of electric vehicles: A review of critical components, current state and future improvement trends / Tribology International. 2019. Vol. 138. E 473 - 486. DOI: 10.1016/j.triboint.2019.06.029Farfan-Cabrera L. I. Tribology of electric vehicles: A review of critical components, current state and future improvement trends / Tribology International. 2019. Vol. 138. E 473 - 486. DOI: 10.1016/j.triboint.2019.06.029Karki A., Phuyal S., Tuladhar D., Basnet S., Shrestha B. Status of pure electric vehicle power train technology and future prospects / Appl. Syst. Innov. 2020. Vol. 3. N 35. DOI: 10.3390/asi3030035Karki A., Phuyal S., Tuladhar D., Basnet S., Shrestha B. Status of pure electric vehicle power train technology and future prospects / Appl. Syst. Innov. 2020. Vol. 3. N 35. DOI: 10.3390/asi3030035He F., Xie G., Luo J. Electrical bearing failures in electric vehicles / Friction. 2020. Vol. 8. N 1. E 4 - 28. DOI: 10.1007/s40544-019-0356-5He F., Xie G., Luo J. Electrical bearing failures in electric vehicles / Friction. 2020. Vol. 8. N 1. E 4 - 28. DOI: 10.1007/s40544-019-0356-5Holmberg K., Erdemir A. The impact of tribology on energy use and C0<sub>2</sub> emission globally and in combustion engine and electric cars / Tribol. Int. 2019. Vol. 135. E 389 - 396. DOI: 10.1016/j.triboint.2019.03.024Holmberg K., Erdemir A. The impact of tribology on energy use and C0<sub>2</sub> emission globally and in combustion engine and electric cars / Tribol. Int. 2019. Vol. 135. E 389 - 396. DOI: 10.1016/j.triboint.2019.03.024Lugt P. М. Modern advancements in lubricating grease technology / Tribology International. 2016. Vol. 97. P. 467 - 477. DOI: 10.1016/j.triboint.2016.01.045Lugt P. М. Modern advancements in lubricating grease technology / Tribology International. 2016. Vol. 97. P 467 - 477. DOI: 10.1016/j.triboint.2016.01.045Мышкин H. К. Граничная смазка электрических контактов / Н. К. Мышкин, В. В. Кончиц // Трение и износ. – 1980. – Т. 1. – № 3. – С. 483 - 495.Myshkin N. K., Konchic V. V. Boundary lubrication of electrical contacts / Trenie i iznos. 1980. Vol. 1. N 3. P 483 - 495 [in Russian].Suzumura J. Prevention of electrical pitting on rolling bearings by electrically conductive grease / QR of RTRI. 2016. Vol. 57. N 1. P 42 - 47. DOI: 10.2219/rtriqr.57.1_42Suzumura J. Prevention of electrical pitting on rolling bearings by electrically conductive grease / QR of RTRI. 2016. Vol. 57. N 1. P 42 - 47. DOI: 10.2219/rtriqr.57.1_42Dassenoy F. Nanoparticles as additives for the development of high performance and environmentally friendly engine lubricants / Tribology Online. 2019. Vol. 14. N 5. P 237 - 253. DOI: 10.2474/trol.14.237Dassenoy F. Nanoparticles as additives for the development of high performance and environmentally friendly engine lubricants / Tribology Online. 2019. Vol. 14. N 5. P 237 - 253. DOI: 10.2474/trol.14.237Мышкин Н. Электрические контакты / Н. Мышкин, В. Кончиц, М. Браунович. — Долгопрудный: Интеллект, 2008. — 560 с.Myshkin N., Konchic V., Braunovich M. Electrical contacts. — Dolgoprudny: Intellekt, 2008. — 560 p. [in Russian].Chen Y., Jha S., Raut A., Zhang W., Liang Pi. Performance characteristics of lubricants in electric and hybrid vehicles: a review of current and future needs / Frontiers in Mechanical Engineering. 2020. Vol. 6. P 571464. DOI: 10.3389/fmech.2020.571464Chen Y., Jha S., Raut A., Zhang W., Liang Pi. Performance characteristics of lubricants in electric and hybrid vehicles: a review of current and future needs / Frontiers in Mechanical Engineering. 2020. Vol. 6. P 571464. DOI: 10.3389/fmech.2020.571464Narita K., Takekawa D. Lubricants technology applied to transmissions in hybrid electric vehicles and electric vehicles / SAE Technical Paper. 2019. N 01. P 2338. DOI: 10.4271/2019-01-2338Narita K., Takekawa D. Lubricants technology applied to transmissions in hybrid electric vehicles and electric vehicles / SAE Technical Paper. 2019. N 01. P 2338. DOI: 10.4271/2019-01-2338Строкова В. В. Электро­проводность и агрегация углеродных нанотрубок в гетерогенной системе / В. В. Строкова, Е. А. Фанина, Д. Н. Кальчев // Вестник БГТУ. – 2017. – № 8. – С. 140 - 144. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektroprovodnost-i-agregatsiya-uglerodnyh-nanotrubok-v-geterogennoy-sistemeStrokova V. V., Fanina E. A., Kal'chev D. N. Electrical conductivity and aggregation of carbon nanotubes in a heterogeneous system / Vestn. BGTU. 2017. N 8. P 140 - 144 [in Russian]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/elektroprovodnost-i-agregatsiya-uglerodnyh-nanotrubok-v-geterogennoy-sistemeChristensen G., Yang J., Lou D., Hong G., Hong H., Tolle C, Widener C, Bailey C, Hrabe R., Younes H. Carbon nanotubes grease with high electrical conductivity / Synthetic Metals. 2020. Vol. 268. P 116496. DOI: 10.1016/j.synthmet.2020.116496Christensen G., Yang J., Lou D., Hong G., Hong H., Tolle C, Widener C, Bailey C, Hrabe R., Younes H. Carbon nanotubes grease with high electrical conductivity / Synthetic Metals. 2020. Vol. 268. P 116496. DOI: 10.1016/j.synthmet.2020.116496Алексеев A. H. Определение удельной электропроводности водных растворов электролитов / А. Н. Алексеев [и др.] // Завод, лаб. Диагност. мат. – 2016. – Т. 82. – № 7. – С. 40 - 42.Alekseev A. N., Dovgopola A. V., Kovalov К. M., Lazarenko M. M., Tkachev S. Yu. Determination of the Specific Conductivity of Aqueous Electrolyte Solutions / Zavod. Lab. Diagn. Mater. 2016. Vol. 82. N 7. P 40 - 42 [in Russian].Фанина Е. А. Электропроводящие конструкционные материалы строительного назначения / Е.. А. Фанина, А. Н. Лопанов // Вестник МГСУ. – 2009. – № 4. – С. 258 - 261.Fanina E. A., Lopanov A. N. Electrically conductive construction materials for building purposes / Vestn. MGSU. 2009. N 4 . E 258 - 261 [in Russian].Черняк С. А. Влияние усло­вий синтеза малослойных графитовых фрагментов на их морфологию, структуру и дефектность / С. А. Черняк [и др.] // ЖФХ. – 2021. – Т. 95. – № 3. – С. 452 - 458. DOI: 10.1134/S0036024421030109Chernyak S. A., Stolbov D. N., Maslakov K. I., Maksimov S. V., Isaikina O. Ya., Savilov S. V. Effect of Synthesis Conditions on Morphology, Structure, and Defectiveness of Few-Layer Graphene Nanoflakes / Russian Journal of Physical Chemistry A. 2021. Vol. 95. N 3. P 558 - 564. DOI: 10.1134/S0036024421030109Stolbov D. N., Smirnova A. I., Savilov S. V., Shilov M. A., Burkov A. A., Parfenov A. S., Usol'tseva N. V. Influence of different types of carbon nanoflakes on tribological and rheological properties of plastic lubricants / Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2022. Vol. 30. Issue 1. P 177 - 184. DOI: 10.1080/1536383X.2021.1960315Stolbov D. N., Smirnova A. I., Savilov S. V., Shilov M. A., Burkov A. A., Parfenov A. S., Usol'tseva N. V. Influence of different types of carbon nanoflakes on tribological and rheological properties of plastic lubricants / Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures. 2022. Vol. 30. Issue 1. P 177 - 184. DOI: 10.1080/1536383X.2021.1960315Парфенов А. С. Влияние различных аллотропов углерода на трибологические и реологические характеристики модельных смазочных систем / А. С. Парфенов [и др.] // Трение и износ. – 2021. – Т. 42. – № 3. – С. 338 - 349. DOI: 10.32864/0202-4977-2021-42-3-338-349Parfenov A. S., Shilov M. A., Smirnova A. I., Berezi­na E. V., Tkachev A. G., Burkov A. A., Rozhkova N. N., Usol'tseva N. V. Influence of various carbon allotropes on tribological and rheological characteristics of model lubricating systems / Friction and Wear. 2021. Vol. 42. N 3. P 217 - 224. DOI: 10.3103/S1068366621030132

The authors declare that there are no conflicts of interest present.