Modyfikacja właściwości tribologicznych olejów za pomocą nanoproszków metali

• Autorzy: Kotnarowski A.

Warianty tytułu

EN

Modification of oils tribological properties with use of metal powders

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule omówiono przykłady zastosowań nanoczastek metali, a także innych nanostruktur w różnych dziedzinach techniki. Ze względu na unikalne własności chemiczne, elektryczne i optyczne nanostruktur, przewiduje się ich zastosowanie lub już znalazły zastosowanie nanoelektronice, medycynie i technologii chemicznej. Możliwości wykorzystania nanoproszków w obszarach technologii wytwarzania i eksploatacji nie zostały jeszcze dostatecznie zbadane, a publikacje na ten temat są nieliczne. Prezentowany artykuł omawia wstępne badania rozpoznawcze w zakresie możliwości zastosowania nanoproszków metali do modyfikacji właściwości tribologicznych olejów smarowych i smarująco-chłodzących olejów obróbkowych. Wyniki prezentowanych badań, a także badań wcześniejszych, wykonanych dla olejów bazowych, używanych do komponowania zarówno olejów smarowych, jak i olejów obróbkowych, dokumentują wyraźny wpływ modyfikacji tych olejów za pomocą mikroproszków i nanoproszków metali na poprawę ich właściwości tribologicznych. Dodatek zarówno mikroproszków, jak i nanoproszków metali do olejów powoduje zmniejszenie oporów tarcia w smarowanych nimi węzłach oraz zmniejszenie zużycia elementów współpracujących, w tym wykonanych z materiałów stosowanych na narzędzia skrawające (stali szybkotnących i węglików spiekanych). Należy także podkreślić wpływ wielkości cząstek proszku metalu, dodawanego do oleju, na przebieg procesu tribologicznego. Stwierdzono, że im cząstki metalu są mniejsze, tym łatwiej unoszą się w objętości oleju i nie podlegają sedymentacji. Poza tym, mniejsze cząstki o wielkości nano łatwiej osiągają strefę tarcia i lepiej reagują z warstwami powierzchniowymi, współpracujących tarciowo elementów. Omówione w artykule badania mają charakter wstępny i są ukierunkowane przede wszystkim na rozpoznanie możliwości tkwiących w metodzie modyfikacji właściwości tribologicznych zarówno olejów smarowych, jak i olejów obróbkowych, polegającej na dodawaniu odpowiednio dobranych (pod względem jakościowym i ilościowym) nanoproszków metali.

EN

Examples of metal nanoparticles and other nanostructures use in various branches of technology are presented in the paper. Because of unique chemical, electrical and optical properties of nanostructures they may be used or have been already used in nanoelectronics, medicine and chemical technology. Possibilities of nanoparticles in the form of nanopowders utilization in the area of production technology and terotechnology have not been yet satisfactory examined and number of publications concerning this mater is rather small. The paper discusses preliminary examinations concerning possibilities of metal nanoparticles use for tribological properties modification of lubricating and cutting oils. Results of presented examination as well as examination made before on basic oils used for composing lubricating oils and cutting oils testify to visible influence of the oils modification with metal micropowders and nanopowders on their tribological properties increase. Addition of metal micropowders as well as nanopowders to oils causes decrease of frictional resistance in lubricated with their help joints and decrease of cooperating elements wear - also elements made of materials used for cutting tools like high- speed steel and sintered carbides. The influence of size of particles added to oil on tribological process run should be also emphasized. It was noticed that the smaller metal particles are the better they flow in an oil volume and do not undergo sedimentation. Beside this, smaller particles of nano size easier than particles of micro size reach the friction zone and better react with frictionally cooperating (rubbing) surfaces. Discussed in the paper examination is of initial nature and is aimed on recognition of possibilities lying in modification method of cutting oils tribological properties with nanopowders of metals use.

Słowa kluczowe

PL

nanocząstki; nanoproszki metali; oleje smarowe; oleje obróbkowe; właściwości tribologiczne

EN

nanoparticles; metal nanopowders; tribological properties; lubricating oils; cutting oils

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2003
• Tom: nr 4
• Strony: 219--230
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys.

Twórcy

autor

Kotnarowski A.

• Politechnika Radomska, Wydział Mechaniczny, 26-600 Radom, ul. Chrobrego 45

Bibliografia

• 1. Ah CS. at al.: Phototransformation of alkanethiol-derivatized noble metal nanoparticles. Pure and Applied Chemistry, Vol. 72, No 1-2/2000, p. 91-99.
• 2. Baker B.E. at al.: Supramolecular Science, Vol. 4/1997, p. 147.
• 3. Brusie V. at al.: Journal of Electrochemical Society, Vol. 142/1995, p. 2591.
• 4. Chelikowsky J.R., Ratner M.A.: Guest Editofs Introduction: Nanoscience. Nanotechnology and Modelling. Computing in Science and Engineering. Vol. 3, No 5/2001, p. 40-41.
• 5. Collier C.P., Vossmeyer T., Heath J.R.: Annual Revue of Physical Chemis-try, Vol. 49/1998, p. 371.
• 6. Edwards P.P. at al.: Metal Clusters in Chemistry. Braunstein P., Oro G., Raithby P.R. (eds), Wiley VCH. Weinheim 1999.
• 7. Feldheim D.L., Foss Jr C.A.:Metal Nanoparticles, Synthesis, Characterization and Applications. Publisher Marcel Dekker, New York 2002.
• 8. Fendler J.H. (ed.): Nanoparticles and Nanostructured Films. Wiley VCH, Weinheim 1998.
• 9. Kim J.H. at al.: Size-Monodisperse Metal Nanoparticles Via Hydrogen-Free Spray Pyrolysis. Advanced Materials Vol. 14(7)/2002, p. 518-521.
• 10. Kotnarowski A.: Modification of Oils Tribological Properties by Addition of Metal Powders. TRIBOLOGY: Science and Applications, Vien 2003. Books of Abstracts., p. 64.
• 11. Lee J.S. at al.: Chemical Materials, Vol. 13/2001, p. 2387.
• 12. Li Y. at al: Chemical Materials, Vol. 13/2001, p. 1008.
• 13. Maner K.U. at al.: IEEE T. Compon. Pack. Manu. Tech. B Vol. 21/1998, p. 382.
• 14. Markovich G. at al.: Accounts of Chemical Research, Vol. 32/1999, p. 397.
• 15. Rao C.N.R. at al.: Metal nanoparticles, nanowires and carbon nanotubes. Pure and Applied Chemistry, Vol. 72, No 1-2/2000, p. 21-33.
• 16. Szpenkow G.: Właściwości tribologiczne smarów i wodnych emulsji smarowych z dodatkami zawierającymi ultradyspersyjne cząstki tlenku miedzi. Problemy Eksploatacji nr 6/1995, s. 208.
• 17. Van der Wal R.L.:Chemical Physics Letters, Vol. 324/2000, p. 217.
• 18. Van der Wal R.L., Dravid V.P.: Synthesis of Graphite Encapsulated Metal Nanoparticles and Metal Catalyzed Nanotubes. Informacja nt. pracy wykonywanej przez NCMR z NASA-Lewis, Cleveland OH 44135 we współpracy z Northwestern University, Evanston IL 60208 na podstawie porozumienia NCC3-544. Opublikowane w internecie pod adresem: http://ncmr04610.cwru.edu/events/ combustion/1999/papers/92.pdf
• 19. Voisin C. at al.: Ultrafast Electron Dynamics and Optical Nonlinearities in Metal Nanoparticles. Journal of Physical Chemistry B (USA), No 105/2001, p.2264-2280.
• 20. West J.: Metal Nanoshells: A New Class of Nanoparticles for Diagnostic and Therapeutic Applications. Wykład wygłoszony w Rice University, 6100 Main Street, Houston, Texas, USA, 17.04.2001. Opublikowane w internecie pod adresem: http://dacnet.rice.edu/ SEnews/Calendar/ in-dex.cfm?EventRecord=: 1876&DD=0