Триботехническое материаловедение и триботехнология - Денисова В. А.
Наиболее распространенным
армирующим элементом является уникальный природный материал, добываемый
открытым методом - асбест. Элементарные волокна асбеста имеют вид трубок с
наружным диаметром около 32 нм и внутренним - 2,6 нм, т.е. в поперечном
направлении волокно имеет размеры, характерные для коллоиднодисперсных
материалов. Элементарные волокна упакованы в пряди диаметром от нескольких
десятков до сотен микрометров. В прядях волокна удерживается силами
межмолекулярного притяжения. Средняя длина волокна составляет 1.3 мм. По своей
химической природе асбест является водным силикатом магния. Волокна асбеста
обладают высокой прочностью на растяжение (до 3000 МПа), превышающей прочность
стали. Полости волокон частично или полностью заполнены водой, которая образует
на внутренней поверхности практически мономолекулярный слой, поэтому она
проявляет свойства иные, чем обычная влага, удаляется лишь при температуре выше
425 оС. Вид кристаллической решетки этого материала достоверно не
установлен. Асбест обладает высоким коэффициентом трения (до 0,8), который мало
меняется в зависимости от температуры. То же можно сказать о прочности волокон,
которая при нагревании до 400 оС
снижается всего на 20%. Лишь при 800 оС
наблюдается разрушение волокнистой структуры. Таким образом, асбест как будто специально
создан природой, как основа для создания фрикционных материалов. Однако у
асбеста имеется и существенный недостаток. Он считается экологически опасным
материалом. Тончайшие моноволокна, попадая в воздух в виде пыли, образуют
устойчивую взвесь, которая весьма медленно оседает. Попадая в легкие людей и
животных, волокна поражают органы дыхания, вызывая заболевание “асбестоз”.
Пораженные участки легких могут стать центрами образования раковых клеток. Во
многих странах уже запрещено использовать асбест в качестве уплотнителей в
строительстве, электротехнике и других отраслях. Такие же тенденции наблюдаются
и в производстве тормозных материалов, но найти эффективную замену асбесту пока
не удалось. Имеются попытки заменить асбест волокнами из стекла, базальта,
шлака, бора, углерода, но эти материалы и их модификации еще не дали такого же
эффекта, как асбест. В частности, нет такого материала, который так же, как
асбест, очищал бы поверхность металлического контртела и при этом поглощал и
связывал продукты изнашивания, не говоря о других качествах. Поэтому асбест
пока сохраняет заслуженное лидерство среди компонентов фрикционных материалов.
83 
