Overview of investigations focused on lubricants efficiency improvement with metal nanoparticles addition

• Autorzy: Kotnarowski A.

Warianty tytułu

PL

Przegląd badań ukierunkowanych na poprawę efektywności środków smarowych za pomocą dodatku nanocząstek metali

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nanoparticles of some metals, thanks to extraordinary properties possessed by nanostructures and connected with quantum and superficial aspects of their nature, are proposed as antifriction and antiwear lubricants additives. The results of investigations made about possibilities of copper or molybdenum nanoparticles use as additives to base oils applied to, among others, lubricating, cutting, and other lubricating oils compounding, are presented. These nanoparticles added to oils modify their tribological properties observed during presented investigations in model sliding couples of friction testing equipment.. Such field of investigations results from some few reports about positive influence of metal nanoparticles as additives to lubricating oils and mainly from the examination made by the author in this research area. Examination results presented in the paper prove positive influence of copper and molybdenum nanoparticles on tribological properties of lubricants consisting in friction resistance and wear decrease in couples lubricated with these lubricants.

PL

Z powodu niezwykłych własności nanostruktur, związanych z kwantowym i powierzchniowym aspektem ich natury, proponuje się zastosowanie nanocząstek metali jako dodatków przeciwtarciowych i przeciwzużyciowych do środków smarowych. Zaprezentowano wyniki badań możliwości stosowania nanocząstek miedzi lub molibdenu jako dodatków do olejów bazowych, stosownych między innymi do komponowania olejów obróbkowych i innych olejów smarowych. Nanocząstki dodane do oleju modyfikują jego właściwości tribologiczne, obserwowane w trakcie omawianych badań w modelowych skojarzeniach ślizgowych badawczych urządzeń tarciowych. Prezentowany zakres badań wynika z nielicznych doniesień na temat korzystnego działania nanocząstek metali, jako dodatków do olejów smarowych, a przede wszystkim, z wykonanych przez autora badań w tym zakresie. Wyniki prezentowane w artykule potwierdzają pozytywny wpływ nanocząstek miedzi i molibdenu na właściwości tribologiczne środków smarowych, polegający na zmniejszeniu oporów tarcia oraz zużycia skojarzeń nimi smarowanych.

Słowa kluczowe

EN

nanoparticles; lubricant; modification; friction decrease; nanocząstki; środek smarowy; modyfikacja; redukcja tarcia

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz - Poznański Instytut Technologiczny
• Czasopismo: Logistyka
• Rocznik: 2015
• Tom: nr 3
• Strony: 2336--2345, CD 1
• Opis fizyczny: Bibliogr. 35 poz., rys.

Twórcy

autor

Kotnarowski A.

• Uniwersytet Technologiczno-Humanistyczny im. Kazimierza Pułaskiego w Radomiu, Wydział Transportu i Elektrotechniki; 26-600 Radom; ul. Malczewskiego 29

Bibliografia

• 1. Höglund, U., Cutting edge wear in micro scale physical conditions - wear processes. CIRP Annals 1/1976, 99-103.
• 2. Ryzkhin, А.А. et al., Physical basis of materials machining (in Russian). DGTU Ed. Rostov on Don, 1996.
• 3. Kajdas, C., Additives for metalworking lubricants-Review. 6th Intern. Kolloquium, Technische Akademie Esslingen, 1988.
• 4. Kotnarowski, A., Modification of oils tribological properties with metal nanoparticles. Tribologia 4/2003, 219-230.
• 5. Kotnarowski, A., Modification of oils tribological properties by addition of metal powders. Conference Proceedings and Monographs, Vol. 4. TRIBOLOGY: Science and Applications. Vienna Publishing House, CUN PAN, Warszawa 2003, 98-103.
• 6. Kotnarowski, A. et al., Influence evaluation of metal powders included in cutting liquids on tool wear and friction resistance during machining process. Report on grant No. T08C 038 20 (supported by Government Committee of Scientific Research), Radom, February, 2004 (in Polish).
• 7. Kotnarowski, A., Copper nanoparticles application to cutting oils modification (in Polish). Tribology 2 2004, 129-138.
• 8. Kotnarowski, A., Use of molybdenum nanopowder for cutting oils modification. Tribologia 3/2004, 187-195 (in Polish).
• 9. Kotnarowski, A., Modification of oils with use of metal micro- and nano-powders. International Journal of Applied Mechanics Vol. 9, 2004, 269-274.
• 10. Kotnarowski, A., Tribological Properties of Oils Modified with the Addition of Metals Nanoparticles. Solid State Phenomena 2006, vol. 113, 393-398.
• 11. Kotnarowski, A., Searching for Possibilities of Lubricating and Cutting Fluids Modification with Copper Micro- and Nanopowders. Materials Science 2006, vol. 12, no. 3, 202-208.
• 12. Kotnarowski, A., Nanostructures – materials of future. X Jubilee Congress of Technical Equipment Operation and Maintenance. Institute of Terotechnology Publishers, Radom 2005, 237-250 (in Polish).
• 13. Kotnarowski, A., Modification of cutting oils tribological properties with metal nanoparticles additives. Tribologia 4/2006, 63-76.
• 14. Kotnarowski A., Modyfikacja środków smarowych za pomocą nanocząstek metali. Tribologia 2/2008, 309-319.
• 15. Kotnarowski A., Influence of Nanoadditives on Lubricants Tribological Properties. Materials Science 2008, vol. 14, no. 4, 366-370.
• 16. Kotnarowski A., Examination of Selective Transfer Phenomenon. Solid State Phenopmena, 2009, Vol. 144, 279-284.
• 17. Kotnarowski A., Selective Transfer Phenomenon in Copper-Steel Tribological Systems. Solid State Phenomena 2009, Volume 147-149, 558-563.
• 18. Kotnarowski A., Selective Transfer Phenomenon in Friction CouplesLubricated with Base Oils. Solid State Phenomena 2010, vol. 165, 97-103.
• 19. Kotnarowski A., Generation of Protective Low-Friction Layers in Tribological Processes. Solid State Phenomena 2013,vol. 199, 607-612.
• 20. Lesnikovich, A.I., Shpenkov, G.P., Ultra Dispersed Metals and Oxides as Perspective Additives for Metal-plating lubricants. Conference Proceedings, Taganrog, 1991.
• 21. Pytko, S., Marzec, S., Influence of tribological processes on mechanism of formation of copper layer during steel cutting. Tribologia 4/1997, 347-364.
• 22. Shpenkov, G.P., Tribological properties of greases and lubricating water emulsions with additives containing ultradispersed particles of copper oxide. Problemy Eksploatacji 6/1995, 208-213 (in Polish).
• 23. Amekura, H. et al., Modification of metal nanoparticles in SiO2 by thermal oxidation. Revue of Advanced Materials Science 5 2003, 178-182.
• 24. Baraton, M.I., Synthesis, Functionalization and Surface Treatment of Nanoparticles. American Scientific Publishers, Stevenson Ranch, California 2003.
• 25. Bolotin, K.I. et al., Metal-nanoparticle single-electron transistor fabrication using electromigration. Applied Physics Letters 16/84 2004, 3154-3156.
• 26. Cancer Nanotechnology. National Cancer Institute. Publication No 04-5489, January 2004, Bethesda, Maryland, USA.
• 27. Chelikowsky, J.R, Ratner, M.A., Guest Editor's Introduction: Nanoscience, Nanotechnology and Modelling. Computing in Science and Engineering 5/3 2001, 40-41.
• 28. Feldheim, D.L., Foss, Jr C.A., Metal Nanoparticles, Synthesis, Characterization and Applications. Publisher Marcel Dekker, New York 2002.
• 29. Fendler, J.H. (ed.), Nanoparticles and Nanostructured Films, Wiley VCH, Weinheim 1998.
• 30. Kim, J.H. et al., Size-Monodisperse Metal Nanoparticles Via Hydrogen-Free Spray Pyrolysis. Advanced Materials 14/7 2002, 518-521.
• 31. Li, C.-M. et al., Production of copper nanoparticles by the flow-levitation method. Nanotechnology 16 2005, 1866-1869.
• 32. Rao, C.N.R et al., Metal nanoparticles, nanowires and carbon nanotubes. Pure and Applied Chemistry 1-2/72 2000, 21-33.
• 33. Ah, C.S.; et al., Phototransformation of alkanethiol-derivatized noble metal nanoparticles. Pure and Applied Chemistry, Vol. 72, No 1-2/2000, 91-99.
• 34. Voisin, C. et al., Ultrafast Electron Dynamics and Optical Nonlinearities in Metal Nanoparticles. Journal of Physical Chemistry B (USA), No 105/2001, 2264-2280.
• 35. Edwards, P.P. et al., Metal Clusters in Chemistry. Braunstein P., Oro G., Raithby P.R (eds), Wiley VCH, Weinheim 1999.