Rola procesów tribochemicznych w kształtowaniu właściwości przeciwzużyciowych środków smarowych

• Autorzy: Molenda J.

Warianty tytułu

EN

The role of tribochemical processes in formation antiwear properties of lubricants

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem artykułu było omówienie procesów tribochemicznych, zachodzących podczas tarcia z udziałem wybranych komponentów środków smarowych, które w zasadniczy sposób decydują o przebiegu tarcia, a w konsekwencji o jego podstawowych skutkach, którymi są opory ruchu i zużycie materiałowe. Na podstawie doniesień literaturowych przedstawiono ogólną charakterystykę procesów tribochemicznych, związanych z generowaniem triboplazmy oraz emisją egzoelektronów, fotonów lub wolnych rodników i innych cząstek obdarzonych ładunkiem. Emitowanie tego typu aktywnych cząstek elementarnych inicjuje szereg reakcji tribochemicznych z udziałem komponentów środka smarowego, których produktami są m.in. związki organiczne, powstałe w wyniku konwersji strukturalnej zastosowanych dodatków uszlachetniających. Na podstawie wyników badań spektralnych przeprowadzonych przez autora artykułu wykazano w zdeponowanych produktach m.in. obecność związków o strukturze karboksylanów żelaza oraz związków cyklicznych, np. kompleksowych związków żelaza. Tym samym podczas tarcia przebiegają reakcje tribooksydacji wiązania nienasyconego oraz tlenoorganicznych grup funkcyjnych, a następnie tworzą się połączenia pomiędzy powstałymi grupami karboksylowymi i żelazem pochodzącym z materiału konstrukcyjnego węzła.

EN

The aim of this work was the examination of tribochemical processes associated with shearing in the presence of complex lubricants. Additives used for lubricant production affect the resistance to motion an the resulting material wear. On the basis of literature reports, this paper presets the general characteristics of tribochemical processes related to the generation of triboplasma and the emission of exoelectrons, photons or free radicals as well as other charged particles. The emission of this type elemental particles initiates a series of tribochemical reactions involving the lubricant ingredient, whose products include organic compounds resulting from structural conversion of the additives. On the basis of spectral analyses, the author indicated the deposited products, among others, the presence of iron carboxylate and cyclic derivatives, e.g. complex iron compounds. Thus, during the friction, tribo-oxidation conversions of the unsaturated bonds and organo-oxygenated functional groups lead to the formation of derivatives of iron, released from the material.

Słowa kluczowe

PL

smarowanie; środek smarny; procesy tribochemiczne

EN

lubrication; lubricant; tribochemical processes

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2018
• Tom: R. 20, nr 1
• Strony: 80--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 32 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Molenda J.

• Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom

Bibliografia

• [1] Grądkowski M., Makowska M., Molenda J., Świgoń K.: Stan wiedzy w obszarze technologii proekologicznych, racjonalizacji zużycia surowców i zasobów oraz odnawialnych źródeł energii. Rozdz. 5 [w:] Techniczne wspomaganie zrównoważonego rozwoju – kierunki badawcze i aplikacyjne. Mazurkiewicz A. (red.), Wyd. ITeE-PIB, Radom 2011.
• [2] Zhenglin T., Shaohui L.: A review of recent developments of friction modifiers for liquid lubricants (2007-present). „Current Opinion in Solid State and Materials Science”, 18/2014, p. 119–139.
• [3] Molenda J.: Środki smarowe w ekologicznej eksploatacji pojazdów i maszyn. Wyd. ITeE-PIB, Radom 2015.
• [4] Rajendiran A., Sumathi A., Krishnasamy K., Kabilan S., Gauguli D.: Antiwear study on petroleum base oils with esters. „Tribology International”, 99/2016, p. 47–56.
• [5] Makowska M., Grądkowski M., Molenda J.: Oddziaływania międzyfazowe w styku tribologicznym. „Tribologia”, 3/1998, s. 254–264.
• [6] Nakayama K.: Effect of Normal Force on the Triboplasma Generation Under Oil Lubrication. „Trib. Lett.”, 53/2014, p. 449–456.
• [7] Nakayama K.: Triboemission of charged particles and resistivity of solids. „Trib. Lett.” 6/1999, p. 37–40.
• [8] Nakayama K.: Triboemission of charged particles from various solid under boundary lubrication conditions. „Wear”, 178/1994, p. 61–67.
• [9] Kajdas C., Furey M.J., Ritter A.L., Molina G.J.: Triboemission as a basic part of the boundary friction regime. Proc. of 12th International Colloquium, Esslingen, 2000, p. 2075–2096.
• [10] Rozancew E.G., Szolle W.D.: Chemia organiczna wolnych rodników. PWN, Warszawa 1985.
• [11] Hsu S.M., Zhang J., Yin Z.: The nature and origin tribochemistry. „Trib. Lett.” 13(2)/2002, p. 131–139.
• [12] Lauer J.L.: Friction-generated surface deposits. „Trib. Lett.”, 7/1999, p. 129–135.
• [13] Kajdas C., Molenda J., Makowska M., Grądkowski M.: Investigation of Tribochemical Behaviour of Some Unsaturated Organic Additives in Steel-Steel Contact. Proc. of Symposium on Lubricating Materials and Tribochemistry, Lanzhou 1998, China, p. 83–94.
• [14] Grądkowski M., Makowska M., Molenda J.: Badanie właściwości przeciwzużyciowych 1-alkenów w układzie stal – stal. „Tribologia”, 3/1998, p. 330–337.
• [15] Molenda J.: Kształtowanie właściwości przeciwzużyciowych ekologicznych środków smarowych. Mat. Konf. „Teoretyczne i praktyczne aspekty stosowania środków smarowych i eksploatacyjnych w przemyśle. Ustroń, 5–7 kwietnia 2017, s. 175–184.
• [16] Yu L., Cao Y., Xue Q.: Investigation of the tribological behaviors of several organic compounds as additives in rapeseed oil. „Tribologia”, 5/2001, p. 891–904.
• [17] Gates R.S., Jewett K.L., Hsu S.M.: A study on the nature of boundary lubricating film: analytical methods development. „Tribology Trans.”, 32(4)/1989, p. 423.
• [18] Makowska M., Molenda J.: Some analytical techniques for „ex situ” identyfication of triboreaction products in bulk lubricant and on sliding surface. „Tribologia”, 1/2008, p. 71–82.
• [19] Molenda J., Grądkowski M., Kajdas C.: Study of chemical nature organic products forming during friction on steel surface lubricated by unsaturated compounds. „Tribologia”, 1/2003, p. 93–102.
• [20] Makowska M., Molenda J., Siwiec E., Grądkowski M.: Application of the product of vegetable oil chemical modification as antiwear additive in PAO-based lubricants. Proc. of Conf. Ecotrib 2007, Ljubliana, Slovenia, 12–15 June, 2007, p. 401–411.
• [21] Siwiec E., Molenda J., Świgoń K.: Wpływ biokomponentów otrzymanych z odpadów roślinnych na właściwości przeciwzużyciowe i przeciwzatarciowe syntetycznych olejów smarowych. „Tribologia”, 6/2008, s. 137–147.
• [22] Zainal N.A., Zulkifli N.W.M, Gulzar M., Masjuki H.: A review on the chemistry, production and technological potential of bio-based lubricants. „Renewable and Sustainable Energy Reviews”, 82/2018, p. 80–102.
• [23] Siwiec E., Molenda J.: Ocena przydatności produktów odpadowych z rafinacji olejów roślinnych jako ekologicznych dodatków uszlachetniających środki smarowe. „Tribologia”, 3–4/2007, p. 215-226.
• [24] Świgoń K., Siwiec E., Molenda J.: Wpływ biododatków otrzymanych z odpadowych produktów rafinacji oleju rzepakowego na właściwości tribologiczne estrowego oleju smarowego. „Tribologia”, 2/2010, p. 153–162.
• [25] Siwiec E., Makowska M., Molenda J.: Mikrostruktura i skład chemiczny warstw granicznych powstających z udziałem biokomponentów otrzymanych z odpadów porafinacyjnych oleju rzepakowego. „Tribologia”, 3/2009, p. 277–237.
• [26] Dąbrowski J., Meyer K., Kloss H.: Zur Wechselwirkung zwischen schmierstoffadditiven während der Reibung. „Trib.+Schmier.”, 42(6)/1995, p. 319-321.
• [27] Dudko O.K., Filippov A.E., Klafter J., Urbakh M.: Chemical control of friction: mixed lubricant monolayers. „Trib. Lett.”, 12(4)/ 2002, p. 217–227.
• [28] Martin J.M., Grossiord C., Varlot K., Vacher B., Igarashi J.: Synergistic effects in binary systems of lubricant additives: a chemical hardness approach. „Trib. Lett.”, 8/2000, p. 193–201.
• [29] Unnikrishnan R., Jain M.C., Harinarayan A.K., Mehta A.K.: Additive-additive interactions: an XPS study of effect of ZDTP on the AW/EP charakteristics of molybdenium based additives. „Wear”, 252(3–4)/2002, p. 240–249.
• [30] Molenda J., Grądkowski M.: Tribochemiczne oddziaływania pomiędzy dialkiloditiofosforanem cynku oraz 3-alliloksy-1,2-propanodiolem. „Tribologia”, 5/2003, s. 111–121.
• [31] Molenda J., Grądkowski M.: Badanie interakcji w binarnej kompozycji dodatków aktywnych tribologicznie. „Tribologia”, 5/2002, p. 1513–1525.
• [32] Molenda J., Grądkowski M.: Antagonizm działania 3-alliloksy-1,2-propanodiolu i imidu kwasu bursztynowego w warunkach tarcia mieszanego. „Problemy Eksploatacji”, 2/2004, p. 173–181.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018)