Porównanie oporu ruchu tłoków pokrytych warstwą nanorurek węglowych z tłokami standardowymi

• Autorzy: Iskra A. , Babiak M. , Kałużny J.

Warianty tytułu

EN

The resistance to motion comparison of standard pistons and with carbon nanotubes coating

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wstępne wyniki badań oporów ruchu tłoków pokrytych warstwą nanorurek węglowych. Część opracowania poświęcono również problemom nakładania warstwy nanorurek na powierzchni stopu aluminium. Uzyskanie warstwy nanorurek o bardzo wąskim polu tolerancji stanowiło trudny do pokonania problem technologiczny. Standardowy proces hodowania warstwy nanorurek prowadzi‚ do korozyjnego uszkodzenia powierzchni bocznej tłoków, stąd też zostały opracowane nowe technologie pozwalające uzyskać trwałą warstwę nanorurek o grubości poniżej 5 mikrometrów. Tłoki o powierzchniach bocznych pokrytych warstwą nanorurek zamontowano do silnika o napędzie zewnętrznym, a następnie wykonano pomiary momentu chwilowych oporów ruchu, co pozwala uchwycić te fazy cyklów pracy silnika, w których warstwa nanorurek daje najlepsze rezultaty. Obecnie prowadzone są długotrwałe badania mające na celu określenie stopnia niebezpieczeństwa złuszczania się warstwy nanorurek w warunkach dużego obciążenia mechanicznego i termicznego.

EN

The paper presents preliminary results of the resistance to motion test of pistons coated with a layer of carbon nanotubes (CNTs). A significant part of this paper concerns the problems of coating the surface of an aluminium alloy with a layer of carbon nanotubes. Obtaining a layer of carbon nanotubes of a very narrow margin of tolerance was a difficult technological problem to overcome. A standard process of growing a layer of CNTs leads to a corrosion damage of the side surface of pistons. Therefore, the new technologies were developed allowing obtaining a durable layer of carbon nanotubes less than 5 microns thick. Pistons which side surfaces were coated with a layer of nanotubes were mounted to an engine with an external drive, and then measurements of the moment of momentary resistance to motion were performed, which enables capturing these phases of the engine work cycles in which the layer of nanotubes gives the best results. At present, long-term researches are being carried out in order to determine the risk of exfoliation of the layer of nanotubes under the conditions of heavy mechanical and thermal loads. The special nanotechnology method cold nanosphere lithography has been invested to control the structural properties sand growth of multiwall carbon nanotubes. The preliminary analysis of dismantled pistons revealed that nanotubes layers were partially worn off at the peaks of micro roughness but in the valleys the nanotubes accurately adhered to the piston lateral surface.

Słowa kluczowe

PL

silnik spalinowy; straty tarcia; nanorurki węglowe

EN

internal combustion engine; friction losses; carbon nanotube

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Transport
• Rocznik: 2013
• Tom: z. 98
• Strony: 215--223
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Iskra A.

• Politechnika Poznańska

autor

Babiak M.

• Politechnika Poznańska

autor

Kałużny J.

• Politechnika Poznańska

Bibliografia

• 1. Arenz M., Mayrhofer K. J. J., Stamenkovic V., Blizanac B. B., Tomoyuki T., Ross P. N., Markovic N. M. J., Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6819-6829.
• 2. Ciałkowski M., Iskra A., Giersig M., Kempa K. Wysokoefektywny samochodowy reaktor katalityczny na bazie trójwymiarowych hierarchicznych nanostruktur węglowych. Nr projektu: 3940/T02/2007/32, Poznań 2009.
• 3. Cherstiouk O. V., Simonov P. A., Savinova E. R., Electrochemistry Acta 2003, 48, 3851-3860.
• 4. Durand R., Faure R., Gloaguen F., Aberdam D., Adzic R. R., Ansonand F. C., Kinoshita K., The Electrochemical Society Inc., Pennington 1996, Vol. 95-26, p 27.
• 5. Frelink T., Visscher W., van Veen J. A. R., Journal of Electroanalytical Chemistry 382, 65-72 (1995).
• 6. Kabbabi A., Gloaguen F., Andolfatto F., R. Durand, Journal of Electroanalytical Chemistry, 373, 251-254 (1994).
• 7. Kinoshita K., Electrochemical oxygen technology, John Wiley & Sons, New York 1992.
• 8. Maillard F., Eikerling M., Cherstiouk O. V., Schreier S., Savinova E., Stimming U., Faraday Discuss, 125 (2004) 357-377.
• 9. Mukerjee S., McBreen J. J., Electroanal. Chem. 1998, 448, 163-171.
• 10. Sun, Y., Zhuang, L., Lu, J., Hong, X., Liu, P. J., Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15465-15467.
• 11. Takasu Y., Ohashi N., Zhang X. G., Murakami Y., Minagawa H., Sato S., Yahikozawa K., Electrochimica Acta, 41, 2595-2600 (1996).
• 12. Tang Z. C., Geng D. S., Lu G. X. J., Colloid Interface Sci. 2005, 287, 159-166.