Effect of mono- and polyols on motion resistance in the steel-alumina system

• Autorzy: Sułek M.W. , Celuch M. , Bocho-Janiszewska A.

Warianty tytułu

PL

Wpływ alkoholi mono- oraz polihydroksylowych na opory ruchu w skojarzeniu stal-tlenek aluminium

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this research an effect of alcohols applied as lubricants on motion resistance in the friction couple: steel-alumina was investigated. The tests were performed in a point contact: steel ball-ceramic disc (tribometer T- 11) under load of 40 N with sliding velocity 0.1 m/s. The test duration was 900 s. Pure mono- and polyhydric alcohols of various alkyl chain lengths were used as lubricants. The chemical structure of these alcohols was analysed to assess its influence on motion resistance. The effect of alkyl chain length, number of hydroxyl and methyl groups on the friction coefficient was assessed. The tests revealed significant influence of compound structure on motion resistance in steel-ceramics contact. Reduction of friction coefficient goes with increase of alkyl chain length in the row: ethanediol, propanediol, butanediol. The character of chemical interactions between the alcohol molecule and alumina surface can explain the action of alcohols in the steel-ceramics contact. One can suppose that creation of bonds between hydrogen atoms from hydroxyl groups and oxygen atoms present at ceramic surface results in chemical adsorption.

PL

W pracy badano wpływ alkoholi, stosowanych jako substancje smarowe, na opory ruchu w skojarzeniu materiałowym: stal-tlenek aluminium. Badania prowadzono w styku skoncentrowanym: stalowa kulka-tarcza ceramiczna (tribometr T- 11), przy obciążeniu 40 N i prędkości poślizgu 0,1 m/s. Czas testu wynosił 900 s. Substancję smarową stanowiły czyste alkohole mono- oraz polihydroksylowe, o różnej długości łańcucha alkilowego. Analizowano wpływ struktury chemicznej alkoholu na opory ruchu. Badano zależność współczynnika tarcia od długości łańcucha alkilowego, liczby grup hydroksylowych oraz liczby grup metylowych w cząsteczce alkoholu. Przeprowadzone badania wykazały istotny wpływ budowy związku na opory ruchu w skojarzeniu stal-ceramika. Obserwowano obniżenie współczynnika tarcia wraz ze wzrostem długości łańcucha alkilowego w szeregu: etanodiol, propanodiol, butanodiol. Również wzrost liczby grup hydroksylowych wpływał na obniżenie oporów ruchu. Działanie alkoholi w obszarze tarcia stal-ceramika może wynikać z chemicznego charakteru oddziaływań cząsteczki alkoholu z powierzchnią ceramiki tlenkowej. Można przypuszczać, że badane związki ulegają adsorpcji chemicznej na powierzchni tlenku aluminium w wyniku tworzenia wiązań między atomami wodoru grup hydroksylowych a atomami tlenu obecnymi na powierzchni ceramiki.

Słowa kluczowe

EN

lubrication; ceramics; friction coefficient; alcohols

PL

smarowanie; ceramika; współczynnik tarcia; alkohole

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2005
• Tom: nr 2
• Strony: 43--52
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys.

Twórcy

autor

Sułek M.W.

• Politechnika Radomska, Wydział MiTO, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

autor

Celuch M.

• Instytut Chemii i Techniki Jądrowej, ul. Dorodna 16, Warszawa

autor

Bocho-Janiszewska A.

• Politechnika Radomska, Wydział MiTO, ul. Chrobrego 27, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Kajda Cz.: Tribochemistry of ceramics, Tribologia 2 (1998) 148-167.
• 2. Perez-Unzueta A.J., Beynon J.H., Gee M.G.: Effects of surrounding atmosphere on the wear of sintered alumina, Wear 146 (1991) 179-196.
• 3. Sline H.E., Dellacorte C.: The friction and wear of ceramic/ceramic and ceramic/ metal combinations in sliding contact, Lubr. Eng. vol. 50, 7 (1994) 571-576.
• 4. Gao Y-M., Fang L., Su J-Y.: The effect of tribofilm formation on the tribological characteristics of ceramic-cast iron sliding pairs, Wear 210 (1997) 1-7.
• 5. Xu J., Kato K.: Formation of tribochemical layer of ceramics sliding in water and its role for low friction, Wear 245 (2000) 61-75.
• 6. Enomoto Y.: Ceramic tribology in Japan, Tribology International vol. 28, 1 (1995)1-6.
• 7. Igari S., Mori S., Takikawa Y.: Effects of molecular structure of aliphatic diols and polyalkylene glygol as lubricants on the wear of aluminum, Wear 244 (2000) 180-184.
• 8. Hibi Y., Enomoto Y.: Mechanochemical reaction and relationship to tribological response of silicon nitride in n-alcohol, Wear 231 (1999) 185-194.