Эпилома что такое эпилама

Эпиламы, терминология и применение в промышленности

Повышение ресурса и надежности работы узлов и деталей (компонентов) машин и приборов было и остается одной из основных задач, стоящих перед разработчиками и изготовителями. Один из путей достижения этого является обеспечение оптимальных параметров и свойств поверхностных слоев деталей и узлов при заданных условиях эксплуатации. От состояния поверхностных слоев зависят потери на трение, износостойкость, стойкость к воздействию влаги, температуры, агентов коррозии, внешний вид, а для электронных компонентов – стабильность электрических и радиотехнических параметров, а значит их работоспособность.

Защитить поверхностный слой материалов, придать ему новые эксплуатационные свойства можно с помощью высоких технологий инженерии поверхности, в частности, нанотехнологий, благодаря использованию молекулярных пленок (эпиламов) – покрытий с уникальным сочетанием свойств.

Эпилам – это состав для нанесения молекулярной пленки, которая наносится из раствора и остается на поверхности твердого тела после испарения растворителя. Состав, из которого наносится пленка, представляет из себя растворитель (фторуглерод, спирт, вода, трихлорэтилен и др.) и одно или несколько поверхностно-активных веществ (ПАВ).

Термин эпилам возник в 20-е годы ХХ в. и определяет составы, наносимые поверхность трибосопряжений для предотвращения растекания смазочного материала из зоны трения. Впервые были предложены швейцарским ученым П. Воогом для обработки деталей часов, чтобы предотвратить растекание масла из узлов трения часовых механизмов. Первый отечественный эпилам ЭН-3 был разработан в СССР в НИИЧасПром Г.И.Фуксом и Л.В. Тимофеевой. Дальнейшие исследования были продолжены в Государственном институте прикладной химии.

Сегодня многими крайне вольно трактуется термин «эпилам». К эпиламам относят смеси ПАВ с маслами, с СОЖами, с красками и т.д. Все это крайне запутывает потребителей и в ряде случаев дискредитирует эпиламы. Их предлагают к использованию всюду, где нужно и не нужно, взвалив проверку их работоспособности и эффективности на самого потребителя. Потребитель, получив отрицательный результат, отказывается от использования всех эпиламов.

При разработке эпиламов проводился полный комплекс исследований механизма действия того или иного эпилама. Оценивались влияние природы растворителя, концентрация ПАВ в растворе, требования к подготовке поверхности твердого тела перед эпиламированием, влияние природы твердого тела, шероховатости поверхности, оценка состояния и толщина пленки эпиламов, ее сплошности, стойкости к растворителям при очистке деталей, стойкости к истиранию и т.д.

Эпиламы разрабатывались и выпускались в США, Швейцарии, во Франции, Японии.

В конце 80-ых годов отечественные эпиламы Эфрен и 6СФК-180-05 для удержания смазочных материалов в узлах трения с фторированными ПАВами были выше по своим техническим показателям, чем эпиламы выпускаемые в США и Швейцарии.

Эпиламы разработанные советской наукой и сегодня превосходят импортные аналоги, известны такие составы как:

Сегодня создание эпиламов для новых областей применения требует комплексных исследований с учетом новых требований. Так, например, если для удержания смазочных материалов не требуется сплошности пленки, то для влагозащиты это требование выходит на первый план. Стойкость к истиранию очень важна для прессформ. Для защиты от обмерзания мозаичная структура пленки предпочтительнее, чем сплошная; для защиты от биообрастания желательно введение в эпилам активных биоцидов и т. д.

При нанесении тонкопленочного покрытия из растворов эпиламов на поверхности твердых тел создаются слои ориентированных молекул ФТОР-ПАВ, радикально меняющие энергетические свойства поверхности. При этом резко меняются условия смачивания, увеличивается краевой угол смачивания q, предотвращается растекание смазки, работа адгезии для поверхностей с покрытием на 20-25% ниже по сравнению с поверхностью без покрытия, а энергия смачивания понижается приблизительно в 1,5 раза.

Покрытия эпиламом повышают триботехнические свойства как пар трения, подшипников и трибосопряжений, так и самих смазочных материалов. Механизм противоизносного действия этого слоя заключается в упорядочении структуры смазочного материала. Благодаря этому наблюдается повышение несущей способности масляной пленки, стабилизируется в определенных пределах коэффициент трения. Кроме того происходит изменение структурного и фазового состояния поверхностей контактирующих тел и их топографии, меняются параметры микрошероховатости и, соответственно, условия трибоконтакта в сторону увеличения площади фактического контакта и снижения фактической удельной нагрузки.

Сегодня эпиламы, разработанные нами, используются при производстве механизмов, приборов, электронных компонентов, радиотехнических устройств, средств связи, при изготовлении металлорежущего и медицинского инструмента, а также в ряде других случаях, где важную роль играет состояние поверхностного слоя твердого тела.

Одним из основных назначений эпиламов пока сегодня остается удержание смазочного материала в узлах трения, что особенно важно для приборов и машин, где используются миниатюрные узлы трения с одноразовой закладкой масла на значительный ресурс в условиях динамических воздействий.

В то же время возможности этих покрытий еще далеко не исчерпаны.

Источник

Ремонт часов и обслуживание

В разделе «эпилама» и «эпиламирование» часто упоминаются, однако результаты приводятся исключительно с использованием готовых составов. К тому же постинги рассеяны по темам для новичков, масел и многих других.

Однако экземплярам типа меня, которые делают простенькие часы время от времени и сугубо на коленке, такая тема может быть и полезна

Вот несколько результатов поиска.

А вот и пример использование эпиламы для обработки анкерного колеса и накладных камней балансовых опор 24 калибра Восток:

Дима в своем постинге дал очень хорошую картинку:

Скажу вам, дорогие товарищи, что это оччень и оччень концентрированный состав. И после обработки этим составом остается пленка, которая видна невооруженным глазом!

Капля масла не растекается, все прекрасно и удивительно

Только я взял не Восток, а Слава 24.
Обрабатывал анкерное колесо, рубины вилки и два накладных камня.
Палеты смазались очень хорошо, мазал от души, аж в три приема: смазал один раз, перещелкнул на 5 зубов, и так, пока не прокрутились все.

Слава ведет себя очень хорошо, но это уже будет оффтопик.

Вот такие экспериментальные наблюдения

Хочу строго-настрого предупредить: бензол и диэтиловый эфир относятся к категории легковоспламеняющимися жидкостями, оба обладают свойствами ингаляционных анестетиков (чтобы не использовать другой термин ), а бензол еще и токсичен. А эфир накапливает в себе перекиси.

Впрочем, они не сильно отличаются по токсичности и взрывоопасности от бензина, который используется для промывки часовых механизмов. Считаю, однако, что лучше попросить знакомого химика приготовить концентраты, чем самому искать (и не найти) оба растворителя.

Вероятно, можно использовать и хлорированные растворители; при случае попробую. Но сначала должен выяснить, как хлорированные растворители относятся к шеллаку и к разным клеям, которыми могут быть зафиоксированы камни в анкерной вилке.

Источник

Настоящее и будущее эпиламирования

Технология эпиламирования заключается в создании многофункциональных наноразмерных мономолекулярных плёнок на поверхностях. О технологии нанесения фторполимеров, свойствах и преимуществах покрытий идёт речь в статье, опубликованной в сентябрьском номере журнала «Новый оборонный заказ. Стратегии».

Объёмы информации о нанотехнологиях множатся в геометрической прогрессии. Человечество обрело новое направление для исследований и воплощения их результатов в практические разработки.

Фактически все отрасли промышленного производства в России рассматриваются как широкое поле для внедрения открытий в области нанотехнологий и наноматериалов. Многие из этих открытий появились относительно давно, когда о нанонаправлениях ещё не было речи, но исследования и результаты уже существовали.

В частности технология эпиламирования, суть которой заключается в создании многофункциональных наноразмерных мономолекулярных плёнок на поверхностях, требующих улучшения антифрикционных, антиадгезионных, гидрофобных, бактерицидных и других свойств для улучшения стойкости, надёжности и долговечности работы узлов и агрегатов всевозможного оборудования, режущего инструмента, элементов механизмов, технологической оснастки и т.д.

Основой структуры всех эпиламирующих композиций являются фторсодержащие поверхностно-активные вещества (фторПАВ), которые представляют собой фторполимеры, не имеющие аналогов в природе и синтезируемые искусственным путём.

Эта технология (разработка лауреатов Госпремии СССР В. А. Горбунова, Н. А. Рябинина и др.) находила широкое применение в 1980-е годы в основном в проектах закрытого назначения, но также использовалась, в частности, для упрочнения поверхностей режущего инструмента.

Нанесение фторПАВ осуществляется разными способами: окунанием, распылением в камерах, кистями и т. д., вручную или в автоматизированных установках. После попадания состава на поверхность тела происходит испарение растворителя, а само фторПАВ вступает в реакцию с поверхностью, при этом молекулы фторПАВ создают структуры Ленгмюра (частокол Ленгмюра) в виде спиралей с нормально направленными к поверхностям осями, позволяющих не только надёжно удерживать смазочные среды, но служить своеобразным буфером между контактирующими поверхностями.

В процессе адсорбции, поверхностной диффузии и в результате испарения растворителя образуется мономолекулярный слой (монослой) в виде плёнки вещества толщиной 10–100 ангстрем (1–10 нм); толщина плёнки зависит от качества подготовки поверхности (уровня шероховатости поверхности — наношероховатости), от условий и методов нанесения эпилама, от структуры материала основы, от химического состава композиции и др. Образование плёнки сопровождается химической реакцией (хемосорбция), в которую вступают материал основы и состав фторПАВ.

При формировании слоя плёнки происходит упорядочение определённым образом пространственной ориентации молекул фторПАВ, радикально меняются физико-химические свойства поверхности.

В парах трения фторПАВ могут наноситься на соприкасающиеся поверхности как с раствором (эпиламы), так и с использованием среды эксплуатации в виде эмульсии в смазочном масле.

В этом случае смазки, кроме основной функции, играют роль «транспорта» для доставки фторПАВ к поверхностям трения. Добавление ингибиторов коррозии в состав фторПАВ позволяет придать антикоррозийные свойства поверхностям. Эпиламирование улучшает свойства модифицированной (хромированной, лакированной, анодированной) поверхности и в некоторых случаях полностью исключает необходимость хромирования, оптимизирует поверхностные свойства и ресурс гальванических и химических покрытий (цинкование, никелирование и др.). Это открывает новые возможности применения эпиламирования в узлах гидравлики и пневматики, увеличения межремонтного периода и снижения материало- и энергозатрат на эксплуатацию и ремонтно-восстановительные нужды не только стационарного обрабатывающего и технологического оборудования, но и всего состава военной специальной и транспортной техники.

Важно и то, что частицы фторПАВ не отделяются вследствие хемосорбционной связи.

С появлением и развитием новых отраслей, совершенствованием техники остро встаёт вопрос об увеличении ресурса тех узлов механизмов, где используются смазочные среды. Каждый узел должен соответствовать требованиям надёжности, работоспособности. Учитывая многофункциональность плёнок фторПАВ, они могут быть использованы практически во всех машинах и механизмах оборонного и промышленного комплекса. Современные машины оснащены сложными системами механического, пневмо- и гидропривода, элементы которых (манжеты и уплотнения, рабочие поверхности штоков, цилиндров, бункеров, питателей и т. д.) значительно повышают свои эксплуатационные качества после их обработки эпиламами.

Рядом предприятий накоплен положительный опыт защиты эпиламирующими композициями печатных плат, микросхем, элементов точных приборов и систем управления.

Технологический процесс эпиламирования строится по простой схеме, не требующей дорогостоящего оборудования и доступной любому машиностроительному предприятию:

Обезжиривание — Эпиламирование — Термофиксация — Контроль и очистка от механических загрязнений

Свойства фторПАВ актуальны применительно к прессовому и штамповочному оборудованию: облегчается съём продукции, повышается её качество, продлевается срок службы технологической оснастки.

Предприятия различных отраслей широко используют фторПАВ (эпиламы), взаимодействующие с поверхностями на новой физико-химической основе, расширяющие диапазон не только сферы применения, но и показателей положительных эффектов. Универсальность эпиламов подтверждается техническими эффектами при использовании их в металлообработке, станкостроении, литейном и других производствах:

Сферы применения эпиламов не исчерпываются приведёнными примерами. Давно практикуемые в технической документации на обрабатывающее оборудование карты смазки должны дополняться равноценными по важности картами трения, что в принципе не одно и то же. карта трения — схема оборудования с указанием всех участков, зон, точек активного трения, в которых возможен расход мощности на преодоление сил трения при работающем оборудовании.

Технологическое оборудование отличается большим разнообразием схем позиционирования материала (заготовки) и схем организации относительного перемещения материала (заготовки) в процессе обработки или подготовки к ней, что должно отражаться в картах трения для создания полной картины работы тех или иных органов оборудования. Имея такую картину, можно обосновать использование эпиламирования применительно к конкретной паре трения в том или ином узле.

Анализ действующих сил в машинах и механизмах показывает существенную роль сил трения, вынуждающих не только увеличивать установленную мощность двигателей в приводах, но изыскивать надёжные пути для уменьшения влияния этих сил.

Практика подсказывает наиболее оптимальные варианты организации участков эпиламирования в структуре инструментальных и ремонтно-восстановительных подразделений всех видов производств оборонного комплекса. Учитывая специфику предприятий, условия и характер эксплуатации механизмов и оборудования, предприятие выбирает приемлемую для себя форму организации участка эпиламирования: стационарный пост эпиламирования (СПЭ) или передвижной пост эпиламирования (ППЭ).

Ведущим предприятием по вопросам внедрения эпиламирования является ООО «Автостанкопром», входящее в реестр инновационных предприятий Санкт-Петербурга, коллективный член Нанотехнологического общества России.

Фрагмент частокола Ленгмюра на эпиламированной поверхности твёрдого тела

Изображение поверхности плёнки эпилама: а – 3D-формат, б – профилограмма

Эффективность эпиламирования в парах трения

Стенд ООО «Автостанкопром» на RusNanoTech 2010

Источник

Что такое эпилам? Что такое эпиламирование?

Эпиламирование – это процесс нанесения защитной многофункциональной пленки на оборудование, материалы, трущиеся детали и узлы изделий.

Речь идет не о смазывании или покраске. Речь идет о специальных фторсодержащих поверхностно-активных веществах (ПАВ), которые специальным образом наносятся на изделие, после чего на нем образуется тончайшая пленка.

Эпиламирование применяют к различным материалам и изделиям. Прежде всего, это трущиеся детали машин и инструментов (подшипники, валы, полотна пил, шнеки, керамические шлифовальные круги, детали прецизионных узлов трения в точных приборах и др.). Эпиламами обрабатывают как металлы, так и неметаллические поверхности (например, пресс-формы, радиоплаты печатного монтажа, детали с драгоценными покрытиями и др.).

Результатом эпиламирования становится уменьшение трения, повышение износоустойчивости, сопротивляемости коррозии, повышение влагозащищенности, снижение прилипания частиц пыли или сыпучих веществ и др.

На фото показано, как это работает. Одна из пластиковых бутылей обработана эпиламом. Другая – нет. Обе емкости сначала заполнили нефтепродуктом и потом его слили. Через полчаса бутыль, обработанная эпиламом, стала заметно чище, а через час почти вся жидкость из нее слилась на дно. Видно, что на дне остался заметный осадок – это та часть нефтепродукта, которая в обычном случае была бы просто утеряна.

Различные технологии эпиламирования отличаются друг от друга, для обработки эпиламами применяют разные устройства. Но в целом можно выделить следующие основные этапы эпиламирования:

— подготовка изделия, в ходе которой производится очистка и обезжиривание;

— покрытие эпиламом. Как правило. Это делается в специальной установке погружением изделия в раствор эилама или нанесением его на поверхность изделия (например, аэрозольным методом);

— сушка уже покрытого изделия и термофиксация эпилама;

— проверка качества покрытия (то есть контроль равномерности нанесения ПАВ).

В результате процедуры эпилам внедряется в поверхность обрабатываемого материала, становится с ним единым целым. То есть ПАВ образует не просто защитную пленку, а изменяет саму структуру поверхности обрабатываемого материала. Это обеспечивает необычайную стойкость покрытия эпиламом в отличие от других способов обработки.

Источник

Эпиламы: видеть новое в забытом старом

Качество нанесенного покрытия (долговечность, работоспособность, соответствие характеристик заложенным в проекте требованиям, сопротивляемость целому спектру агрессивных по отношению к покрытию факторов и др.) зависит от состояния поверхности, на которую наносится покрытие, от характера взаимоотношения этой поверхности и материала. В связи с этим такие понятия, как адгезия и адсорбция выдвигаются на первый план из числа других понятий физики и физико-химии, особенно в случае получения покрытия (пленки) на базе эпиламов — фторсодержащих поверхностно-активных веществ (фторПАВ), дающих не только узко защитный эффект, но сообщающий поверхности (изделию) новые свойства, изначально этой поверхности не присущие (повышение сопротивляемости к истиранию, снижение коэффициента трения при контактах в пáрах трения и др.).

По сравнению с известными способами и технологиями нанесения покрытий (защитных и многофункциональных) эпиламирование является одним из самых молодых, несмотря на то, что сами композиции получили права гражданства в 1980-е годы на основе разработок советских химиков (ГИПХ, Ленинград).

Указанные покрытия до последнего времени не были широко известны вследствие применения их в проектах специального назначения. Более широкому внедрению эпиламирования как технологического процесса препятствует малая осведомленность потенциально заинтересованных предприятий в существе происходящих при эпиламировании процессов. В практическую плоскость переходят имевшие когда-то чисто теоретическое значение проблемы связи адсорбционно-десорбционных процессов и фазовых переходов в тонких пленках и на поверхностях твердого тела. Становится актуальным более тонкое исследование влияния адсорбции на температуру фазового перехода фторПАВ → металл и учета десорбционной активности поверхности обрабатываем ой эпиламом детали при фазовых переходах в условиях повышения температуры объектов (детали и композиции), что отражается на протекании реакции хемосорбции. Полярные пленки Ленгмюра–Блоджетт являются удобным модельным объектом для рассмотрения этих проблем.

Производственникам-практикам особенно важно установить и применить на практике знания о влиянии фазового перехода первого рода на адсорбционную способность вещества, на которую наносится покрытие. Эти знания во многом определяют не только будущее применения самих эпиламов, но и помогают отработать новые методы диагностики структурных фазовых переходов на основе измерения адсорбционных характеристик поверхностей твердого тела. Принято, что в теории адсорбции обычно решается вопрос о виде функции а = (р)г, т. е. об уравнении изотермы адсорбции.

Применительно к созданию наноразмерных пленок на базе фторПАВ (эпиламов), одной из основных характеристик адсорбентов и адсорбционных взаимодействий является изотерма адсорбции. Скорость адсорбции описывается уравнением: α = 0,856*10-11 + 8,900*10-7 С, что соответствует прямолинейной зависимости в области изотермы Генри, т. е. начальной стадии, в которой формируется первый адсорбционный слой. Простейшее уравнение изотермы адсорбции, называемое изотермой Генри, применимо при минимальных степенях заполнения поверхности адсорбатом при малых давлениях и имеет вид а = Kр. Величина адсорбции а отнесена к единице поверхности. Коэффициент пропорциональности K — константа Генри — можно рассматривать как константу термодинамического равновесия. Представленное уравнение — предельная форма всех теоретических изотерм адсорбции и основа стандартизации термодинамических функций, характеризующих адсорбцию.

Адгезия покрытий, образованных эпиламированием (сцепляемость покрытий с подложкой при их контакте), вызывается взаимодействием между молекулами (атомами) подложки и слоя композиции и оценивается адгезионной прочностью, которая определяется экспериментально различными методами отры-ва или разрушения покрытия. В случаях отрыва или разрушения покрытия целостность самого покрытия (по границе раздела покрытие — подложка, по покрытию и смешанный вариант) не нарушается.

Разработанные технологические инструкции по применению эпиламов учитывают основные факторы, влияющие на получение покрытия с оптимальными показателями по надежности прикрепления слоя к подложке и по выполнению покрытием функций. Так же, как и вопросы адсорбции, вопросы адгезии изучаются с позиций ряда теорий, обосновывающих физику, механику и химию явления (адсорбционная теория адгезии, диффузионная и микрореологическая).

С появлением более совершенных средств контроля и измерения различных параметров получаемых покрытий открываются возможности внедрения технологии эпиламирования в широких масштабах, при этом в режиме «шаговой доступности» предприятия сегодня могут реально воспользоваться дорогостоящей и высокоточной аппаратурой центров коллективного пользования (ЦКП).

Изображение структуры и морфологии получаемого при эпиламировании покрытия подтверждает соответствие теоретических предположений с получаемыми на практике. Имеется многолетний положительный опыт применения эпиламов на предприятиях разных отраслей для обработки печатных плат, узлов и блоков радиоэлектронной аппаратуры, конструкций из цветных металлов (алюмо-магниевые сплавы, изделия из цветных металлов, изделий с покрытием из драгметаллов) с целью их комплексной защиты (влагозащита, гидрофобность, защита от пыли, коррозии, плесени, снижение воздействия радиации) при эксплуатации в условиях действия агрессивных сред, вакуума, солевого, морского тумана и т. д.

Толщина покрытия составляет порядка 30…80 Ангстрем (3…8 нанометров); значительно снижается трудоемкость нанесения и расход материалов покрытия по сравнению с традиционными лаками (УР, ЭП и др.). При нанесении покрытия изоляция точек пайки и контактов не требуется.

Разработаны технологии, оборудование, НТД, и прочие документы, типовой проект и сметная документация для организации стационарного и передвижного постов эпиламирования.

Эпиламирование осуществляется различными способами (погружение в раствор эпилама с применением герметичных установок с электрическим подогревом или с применением ультразвука (типа «УУЭ-Эпилам-2,5»), аэрозольным напылением, кистью или тампоном с последующей сушкой на воздухе при +20 °С…+120 °С. К примеру, для оценивания степени хемосорбции (для гидрофобизации) обработанные платы помещают в камеру влажности на 10 суток согласно ОСТ 4ГО.077.000. Результаты замеров сопротивления изоляции плат, обработанных по предлагаемому способу и плат без этой обработки сведены в таблицу. Как видно из приведенной ниже таблицы, сопротивление изоляции плат, обработанных по предлагаемому способу в 5 раз больше (на 10 суток выдержки в камере влажности), чем сопротивление изоляции плат без обработки.

Использование влагозащиты печатных плат позволяет увеличить надежность и срок службы радиоэлектронной аппаратуры, бороться с такими явлениями, как воздействие радиации, появление микроорганизмов (плесени), прилипания пыли, окисления. Эпиламирование элементов трибологических систем и деталей машиностроения предъявляет повышенные требования к качеству предварительной подготовки поверхностей, рассматриваются проблемы получения и контроля уровня наношероховатости. Надлежащая подготовка поверхности сводит к минимуму имеющиеся поверхностные дефекты, которые часто проявляются на стадиях металлургических операций, в процессе механической обработки, при подготовке детали к нанесению гальванопокрытия или вследствие неправильного хранения и перевозки. Действенный входной контроль качества на гальваническом участке — залог высокого качества покрытия.

Своевременное обнаружение дефектов поверхности и их устранение дает гарантию получения и качественного покрытия.

Источник