Reaction mechanisms of alcohols on aluminum surfaces

• Autorzy: Wiltord F. , Martin J. , Le Mogne T. , Jarnias F. , Querry M. , Vergne P.

Warianty tytułu

PL

Mechanizmy reakcji alkoholi na powierzchni aluminium

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The general aim of this work concerns the study of the lubricant/surface interaction mechanisms, such as those occurring during aluminum cold rolling in the presence of fatty alcohols. To improve the understanding of alcohol tribochemical reactions on an aluminum surface, friction tests followed by SIMS analyses were conducted. Deuterated alcohols were used to investigate the formation of bonds between the aluminum surface and alcohol molecules. The combination of SIMS analysis and the use of deuterated molecules have enabled us to propose a reaction mechanism between alcohols and the initial oxidized aluminum surface. This mechanism later affects the tribological behavior of the interface. In agreement with previous observations, we showed that a low steric size increases the number of acting molecules on the oxidized surface and that the alkyl chain length is of importance to protect the surface and hence reduce friction. These two key points can be easily explained by the proposed reaction pathway.

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie mechanizmów oddziaływań układu środek smarowy/powierzchnia, które między innymi mają miejsce podczas walcowania na zimno aluminium w obecności alkoholi tłuszczowych. Produkty tribochemicznych reakcji alkoholi, zachodzące na powierzchni aluminium, badano za pomocą spektrometrii masowej jonów wtórnych (SIMS). Aby zbadać tworzenie się wiązań pomiędzy powierzchnią aluminiową a cząsteczkami alkoholu, zastosowano deuterowane alkohole. Połączenie techniki SIMS oraz deuterowanych cząsteczek pozwoliło zaproponować mechanizm reakcji alkoholi i utlenionej powierzchni aluminium. Mechanizm ten wyjaśnia wpływ alkoholi na tribologiczne zachowanie się warstw wierzchnich współpracujących elementów. Zgodnie z poczynionymi wcześniej obserwacjami wykazano, że mniejszy rozmiar przeszkody sterycznej zwiększa liczbę oddziałujących cząsteczek z utlenioną powierzchnią, a także, że długość łańcucha alkilowego pełni istotną rolę w ochronie powierzchni i tym samym redukcji tarcia. Te dwa kluczowe aspekty można łatwo wytłumaczyć za pomocą zaproponowanych procesów tribochemicznych.

Słowa kluczowe

EN

reaction mechanism; tribochemistry; chemisorption; friction reduction; fatty alcohols; oxidized aluminum surface; SIMS analysis; deuterated molecules

PL

mechanizm reakcji; tribochemia; chemisorpcja; redukcja tarcia; alkohole tłuszczowe; utleniona powierzchnia aluminium; analiza SIMS; deuterowane cząsteczki

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 6
• Strony: 7--20
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wiltord F.

autor

Martin J.

autor

Le Mogne T.

autor

Jarnias F.

autor

Querry M.

autor

Vergne P.

• LaMCoS, UMR 5514 CNRS/INSA de Lyon, France

Bibliografia

• 1. Jahanmir S.: Wear, 1985, 102, pp. 331-349.
• 2. Matsui K., Matsushita T., Takatsuka T., Yamaguchi Y.: Advanced Technology of Plasticity, 1984, 1, pp. 247-252.
• 3. Pierre L.E. ST, R.S. Owens R.V. Klint: Wear, 1966, 9, pp. 160-168.
• 4. Ulman A.: Chemical Review, 1996, 96, pp. 1533-1554.
• 5. Underhill R., R.S. Timsit, Vac J.: Sci. Tech., 1992, A10, 4, pp. 276-2774.
• 6. Adams J.B., Hector L.G. Jr, Siegel D.J., Yu H., Zhong J.: Surface and Interface Analysis, 2001, 31, pp. 619-626.
• 7. Boehm M., Martin J.M., Grossiord C., Le Mogne T.: Tribology Letters, 2001, 11, 2, pp. 80-90.
• 8. Kajdas C.: Wear, 1987, 116, pp. 167-180.
• 9. Dauchot G.: Thesis (in French), Ecole des Mines de Paris, 1999, 161p.
• 10. Murase A., Ohmori T.: Surface and Interface Analysis, 2001, 31, pp. 191-199.
• 11. Pearson R.G.: Chemical Hardness, Wiley-VCH, New York, 1997.
• 12. Kajdas C.: Proc. Of Yokohama ITC, 1995, Satellite Forum on Tribochemistry, Tokyo 28 Oct. 1995, pp. 31-35.
• 13. Lenard J.G.: Journal of Material Processing Technology, 1998, 80-81, pp. 232-238.
• 14. Deneuville P.: Lubrication Engineering, 1999, 55, 8, pp. 28-32.
• 15. Wiltord F.: Thesis (in French), INSA de Lyon, 2005, 180p.