Tribological behaviour of PbS nanoparticles as oil additive and solid lubricant at evaluated temperature

• Autorzy: Liu W. , Chen S.

Warianty tytułu

PL

Wpływ temperatury na właściwości tribologiczne nanocząstek PbS zastosowanych jako dodatek do oleju i smar stały

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The antiwear ability of the di-n-hexadecyldithiophosphate (DDP) coated PbS nanoparticles as additive in liquid paraffin at ambient temperature was investigated using a four-ball machine. The performance of the prepared nano-particles as solid lubricant from room temperature to 773 K was examined with a ball-on-block tribometer. The lubricating mechanisms were discussed along with the analyses results of X-ray photoelectron spectroscope (XPS) and scanning electron microscope (SEM). Results show that, with the formation of a chemical reaction boundary film, DDP-coated PbS nanoparticles used as oil additive could improve the antiwear ability and load-carrying capacity of base oil even at an extremely low concentration. DDP coated PbS nanoparticles exhibit good tribological behaviors in the temperature range of 298-773K. However, non-coated PbS nanoparticles reduce friction and wear significantly only at 773K. XPS and SEM analytical results indicate that a protective film composed of PbO and S04 (2-) was formed on the worn surface by tribochemical reaction accounts for the good tribological properties.

PL

Badano właściwości przeciwzużyciowe nanocząstek PbS pokrytych di-n-heksadecyloditiofosforanem (DDP) - zastosowanych jako dodatek do ciekłej parafiny - za pomocą aparatu czterokulowego, w temperaturze otoczenia. Chatakterystyką przygotowanych nanocząstek - jako smarów stałych - badano za pomocą testera typu kula-klocek, w zakresie od temperatury pokojowej do 773 K. Na podstawie wyników analizy XPS i SEM dyskutowano o mechanizmach smarowania. Stwierdzono, że poprzez tworzenie warstwy granicznej nanocząstek PbS pokryte DDP (zastosowane jako dodatek do oleju) mogą poprawiać właściwości przeciwzużyciowe i zdolność przenoszenia obciążeń przez olej bazowy, nawet przy ekstremalnie niskich stężeniach. Nanocząstki PbS pokryte DDP wykazują dobre właściwości tribologiczne w zakresie temperatur 298-773 K. Nie pokryte nanocząstki PbS redukują tarcie i zużycia w znacznym stopniu, ale tylko w temperaturze 773 K. Wyniki analiz XPS i SEM wskazują, że w wyniku reakcji tribochemicznej powstaje na powierzchni tarcia warstwa składająca się z PbO i S04(2-), co wyjaśnia dobre właściwości tribologiczne.

Słowa kluczowe

EN

PbS nanoparticles; tribological properties; oil additive; temperature

PL

nanocząsteczki PbS; właściwości tribologiczne; dodatki uszlachetniające

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Mechaników Polskich
• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2001
• Tom: nr 2
• Strony: 119--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys.

Twórcy

autor

Liu W.

• State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Science, Lanzhou 730000, People's Republic of China.

autor

Chen S.

• State Key Laboratory of Solid Lubrication, Lanzhou Institute of Chemical Physics, Chinese Academy of Science, Lanzhou 730000, People's Republic of China.

Bibliografia

• 1.Gardos N.: The First World Tribology Congress, edited by I. M. Hutchings, 1997, London, 229.
• 2.Xue J., Lu J.J.: Tribology, 19 (1999) 91.
• 3.Lu J., Xue Q.J., Ouying J.L.: Wear, 211 (1997) 15.
• 4.Lu J., Xue Q.J.: Wear, 219 (1998) 73.
• 5.Lu J., Xue Q.J., Zhang G. W.: Wear, 214 (1998) 107.
• 6.Chakravorty, A.k. Giri.: Chemistry for the 21st Century, Chemistry o Advanced Materials, edited by C.N.R. Rao, Blackwell, Oxford, 1993 p. 217.
• 7.Bhushan, J.N. Israelachvili, Landman U.: Nature, 374 (1995) 607.
• 8.Bhushan, Handbook of Micro/Nano Tribology, edited by B. Bhushan CRC Press, 1997, p. 443.
• 9.Chen S., Liu W.M., Yu L.G., Mater J.: Res. 14 (1999) 2147.
• 10.Shalvoy, G.B. Fisher and P.J. Sriles, J. Phys. Rev., B15 (1977) 1680.
• 11.Kim, T.J. O'Leary and Winograd N.: Anal. Chem., 45 (1973) 2214.
• 12.Carver, J.C., Schweitzer G.K., and Carlson T.A., Chem J.: Phys., 57 (1972) 973.
• 13.Binder, H.Z. Naturforsch., B28 (1973) 256.
• 14.Nefedov, V.I. Gati D., Dzhurinskii B.F., Sergushin N.P., Salyn Y.V.: Zh Neorg. Khim., 20 (1975) 2307.
• 15.Limouzin-Maire Y.: Buli. Soc. Chim. Fr. I, (1973) 340.
• 16.Clark D.T., Fok T., Roberts G.G., and Sykes R.W.: Thin Solid Films, 70 (1980) 261.