The effect of zinc dithiophosphates on the friction and wear of partially stabilized zirconia. Part I. Zinc DI-N-alkyldithiophosphates tribological properties

• Autorzy: Margielewski L.

Warianty tytułu

PL

Wpływ ditiofosforanu cynku na tarcie i zużycie częściowo stabilizowanego tlenku cyrkonu. Część I. Właściwości tribologiczne DI-N-alkiloditiofosforanów cynku

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Tribological properties of zinc di-n-alkyldithiophosphates (ZDTPs) of ionic-ZrO2, partially stabilised by Y2O3 (PSZ), were performed using a ball-disk tribometer, at 25°C. It was found that ZDTPs significantly reduce the friction and wear under boundary conditions. Increasing the sliding speed and load have a detrimental effect on friction and wear. The effectiveness of friction and wear reduction increases with the increasing hydrocarbon chain of the additive molecule and the concentration of additive solution. The wear surface was analysed using an optical microscope and the SEM/EDX technique. The data results of friction and wear are in good correlation with magnitude and molar differential enthalpy adsorption of ZDTPs on PSZ powder from n-decane solutions and with phosphorus concentration on a rubbing surface.

PL

Tribologiczne właściwości di-n-alkiloditiofosforanów (ZDTPs) w styku pary tarciowej jonowego – ZrO2 częściowo stabilizowanego Y2O3 PSZ były badane z użyciem tribometru kula-dysk w 25oC. Stwierdzono, że ZDTPs znacząco zmniejsza tarcie i zużycie. Wzrost prędkości ślizgania i obciążenia ma niekorzystny wpływ na zmniejszenie tarcia i zużycia. Efektywność redukcji tarcia i zużycia wzrasta ze wzrostem długości łańcucha węglowodorowego i stężenia roztworu cząsteczki dodatku. Powierzchnia tarcia była analizowana z użyciem mikroskopu i techniki SEM/EDX. Wyniki tarcia i zużycia dobrze korelują z wielkościami i molową entalpią adsorpcji ZDTP na proszku PSZ z roztworu n-dekanowego i stężeniem fosforu na powierzchni tarcia.

Słowa kluczowe

EN

ceramics; PSZ; friction; wear; tribochemistry; zinc dialkyldithiophosphates

PL

materiały ceramiczne; PSZ; tarcie; zużycie; tribochemia; dialkiloditiofosforany

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2010
• Tom: nr 2
• Strony: 87--104
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Margielewski L.

• Department of Chemical Technology and Environmental Protection, University of Lodz, Pomorska 163, 90-236 Lodz, Poland,

Bibliografia

• 1. Kato K., Adachi K., Wear of advanced ceramics, Wear, 253(2002)1097-1104.
• 2. Li J.F., Liao H., Wang X.Y., Normand B., Ji V., Ding C.X., Coddet C., Improvement in wear resistance of plasma sprayed yttria stabilized zirconia coating using nanostructured power, Trib. Int., 37(2004) 77-84.
• 3. Yang G., Li J.F., Wang G., Yashima M., Min S., Influences of ZrO2 nanoparticles on the microstructure and mechanical behaviour of Ce-TZP/A12O3 nanocomposites, J. Mater. Sci. 40 (2005) 6087-6090.
• 4. Chen Y., Liu W., Preparation and tribological properties of sol-gel zirconia thin films stabilized with ceria, Mater. Lett, 55 (2002) 407-413.
• 5. Morita Y., Nakata K., Ikeuchi K., Wear properties of zirconia/alumina combination for joint prostheses, Wear, 254 (2003) 147-153.
• 6. Zum Gahr K.H., Mathieu M., Brylka B., Friction control by surface engineering of ceramic sliding pairs in water, Wear, 263 (2007) 920-929.
• 7. Sasaki S., Capability of Process Lubrication for Ceramic Materials-Low Friction and Low Wear due to Tribo-Chemical reaction Product During Sliding, Lubri. Sci, 12 (1999) 67-74.
• 8. Studt P., Boundary lubrication: adsorption of oil additives on steel and ceramic surfaces and its influence on friction and wear, Trib. Int., 22 (1989) 111-119.
• 9. Studt P., Influence of lubricating oil additives on friction ceramics under conditions of boundary lubrication, Wear, 115 (1987) 185-191.
• 10. Gates R.S., Hsu S.M., Silicon Nitride Boundary Lubrication: Effect of Phosphorus-Containing Organic Compounds, Trib Trans., 39 (1996) 795-801.
• 11. Wei J.J., Xue Q., Tribochemical mechanisms of Si3N4 with additives, Wear, 162-164(1993) 1068-1072.
• 12. Habeeb J.J., Blahey A.G., Rogers W.N., Wear and lubrication of ceramics, Proc. 50 Years of Tribology Conf., 1 (1987) 555-564.
• 13. Margielewski L., Koralewski K., Effect of High Temperature and Load on Antiwear Effectiveness of Zinc Dialkylditiophosphate in Lubrication of Partially Stabilized Zirconia, 3th Inter. Symp. on Tribochemistry, Cracow (2001).
• 14. Koralewski K., Margielewski L., Boundary Lubrication of Partially Stabilized Zirconia by Zinc Dithiophosphates, 13th International Tribology Colloquium, Esslingen (2002) 177-189.
• 15. Margielewski L., Stanecka R., Koralewski K. "Effect of high temperature and load on antiwear effectiveness of zinc dialkyldithiophosphate in lubrication of partially stabilized zirconia". Tribologia, 188(2003) 55-63.
• 16. Margielewski L., Stanecka R., Partyka S., Plaza S., The adsorption of zinc dialkyldithiophosphates on partially stabilized zirconia from hydrocarbon solution, Trib. Lett., 21 (2006) 17-23.
• 17. Yamaguchi E.S., Ryason P.R., Labrador E.Q., Inelastic Electron Tunneling spectra of Neutral and Basic Zinc Dithiophosphates on Native Aluminum Oxide Surfaces, Trib. Trans., 38 (1995) 243-252.