Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Określenie właściwości smarnych oleju napędowego z hydrokrakingu w funkcji zawartości ketonów (CHO). Cz. III

Korycki J., Kajdas Cz., Frydrych J., Słowiński G.

Tribologia

|

2008

|

nr 5

73-93

PL

W części 1 badanego obszaru tematycznego opisano wyniki badań wstępnych – metodycznych. Część 2 zawiera wyniki ogólne podstawowego obszaru tematycznego. Opisano w niej wyniki badań właściwości smarnych dodatków CHO (węgiel, wodór, tlen): butynianu metylu i dekanianu metylu w oleju napędowym z hydrokrakingu o zawartości siarki poniżej 5 ppm. Badania te wykonano dla próbek strumieni surowcowych dwu producentów paliw i cieczy wzorcowej – n-heksadekanu – w funkcji stężenia dodatków. Badania AFM z rozdzielczością poniżej 1 nm pozwoliły na ocenę topologii powierzchni po procesie tarcia oraz określenie zakresu zmienności grubości tworzonej warstwy polimerów tarcia. Inne metody badań instrumentalnych (AES, XPS, SIMS) fragmentów powierzchni tarcia są w toku. Niniejsze opracowanie zawiera wyniki badań niepublikowanej grupy dodatków (CHO) – ketonów. Pracę wykonano wg programu badań estrów, co pozwala na łatwe porównanie wyników badań. Oceniono też wpływ długości łańcucha ketonu na smarność.

EN

In the article, one introduced research results of lubrication proprieties of selected additives CHO – ketone (carbon, hydrogen, and oxygen) in the hydrocracked or hydrotreated base diesel fuels, containing sulphur below 5 ppm. Samples were taken after the friction process in the special chamber washed and dried in nitrogen. This procedure was worked out and initiated in IPiEO to limit the oxygenation and other processes on the friction surface. Then, chosen fragments of the friction surface were investigated with instrumental methods. Research using an AFM apparatus with a resolution below 1nm allowed us to estimate surface topology after the friction process and provided qualification of the range of the variability of the created layer thickness of the film products, assumed to be friction polymers. By means of other adequate instrumental analytical methods one investigated composition of the friction surface fragments. Base fuels of two producers and n-hexadecane were used as solvents to test the effect of four ketones at different treatment rates. The influence of such CHO ketone type additives on streams and/or fractions of hydrocarbon fuels are not thoroughly recognised yet. Broad research on this subject is being performed in the Institute of Fuels and the Renewable Energy.

2

Określenie właściwości smarnych oleju napędowego z hydrokrakingu w funkcji zawartości wybranych estrów CHO - Cz. 2

Korycki J., Kajdas Cz., Frydrych J., Słowiński G., Pisarek M.

Tribologia

|

2008

|

nr 2

257-276

PL

W Cz. 1 badanego obszaru tematycznego omówiono wyniki badań wstępnych - metodycznych. W niniejszej pracy przedstawiono szczegółowe wyniki badań właściwości smarnych dwóch estrowych dodatków CHO (węgiel, wodór i tlen): butynianu metylu, dekanianu metylu. Ocenę właściwości smarnych w funkcji stężenia dodatków, prowadzono w bazowym oleju napędowym z hydrokrakingu o zawartości siarki poniżej 5 ppm. Badania te wykonano dla próbek strumieni surowcowych różnych producentów paliw i cieczy wzorcowej - n-heksadekanu. Próbki po procesie tarcia w specjalnej komorze myto i suszono w azocie. Procedurę tę opracowano i wdrożono w IPiEO by ograniczyć utlenianie i inne procesy na powierzchni tarcia. Następnie wybrane fragmenty powierzchni tarcia badano metodami instrumentalnymi. Badania AFM z rozdzielczością poniżej 1nm pozwoliły na ocenę topologii powierzchni po procesie tarcia oraz określenie zakresu zmienności grubości tworzonej warstwy tribofilmu. Postawiono hipotezę, że utworzony tribofilm jest zbudowany z polimerów tarcia. Podjęto próbę potwierdzenia postawionej hipotezy, poprzez oznaczenie składu fragmentów powierzchni tarcia za pomocą innych adekwatnych badań instrumentalnych (AES, XPS). Wpływ tego rodzaju dodatków na strumienie i/lub frakcje paliw węglowodorowych nie jest jeszcze dokładnie poznany. Wynika to m.in. z faktu, że tego rodzaju produkty są dopiero w trakcie opracowywania i atestacji technicznej i ekologicznej. Obszerne badania w tym obszarze tematycznym są prowadzone w Instytucie Paliw i Energii Odnawialnej.

EN

In the article introduced research was presented results of the lubrication properties of selected additives CHO (carbon, hydrogen and oxygen) in hydrocracked or hydrotreated base feel fuels, contain- ing sulphur below 5 ppm. Samples after the friction process in the special chamber were washed and dried in nitrogen. This procedure was worked out and initiated in IPiEO to limit the oxygenation and other processes on the friction surface. Then chosen fragments of friction surfaces were investigated with instrumental methods. Research using AFM apparatus with the resolution below 1 nm allowed estimating surface topology after the friction process and the qualification of the range of the variability of the created layer thickness of friction polymers. By means of other adequate instrumental analytical methods the author investigated the composition of selected friction surface sites. Base fuels of two producers n-hexadecane were used as solvents to test the effect of two esters at different treatment the rates. The hydrocracking process permits the production of base fuels meeting constantly increasing ecological requirements. The influence of such CHO ester type additives on streams and/or fractions of hydrocarbons fuels is not as wide of research on this subject has being performed in the Institute of Fuels and the Renewable Energy.

3

Określenie właściwości smarnych oleju napędowego z hydrokrakingu w funkcji zawartości estrów CHO

Kajdas Cz., Korycki J., Frydrych J.

Tribologia

|

2007

|

nr 2

219-227

PL

W pracy przedstawiono wybrane wyniki badań właściwości smarnych dodatków estrowych CHO (węgiel, wodór i tlen) w oleju napędowym z hydrokrakingu o zawartości siarki poniżej 5 ppm.

EN

The paper presents findings concerning lubricity proprieties of four CHO (carbon, hydrogen and oxygen) ester additives: cholesteryl acetate, methyl butyrate, methyl decanoate and cholesteryl palmitate, added to a hydrocracked diesel fuel base oil (LON) - containing less than 5 ppm sulphur - in the concentration range from 100 to 10000 ppm. One proposed a new mechanism of the ester hydrolysis and the formation of the film which is the result of the action of excited states produced during the friction process. The friction process releases the free energy to structures and molecules of the core, the surface layer, Langmuir - Blodget layer and the lubricant, and in the form of chemical energy at fragmentation of the additive molecules, and additionally also by generating electrons plus quanta of the energy such as : photons, phonons, excitons, solitons etc. [L. 2]. The formation of anion-radicals and tribochemical processes stimulated are processes releasing of the energy, small particles and fragments of molecules.

4

On hydrogen generation during tribo-degradation of organic compounds

Karpińska A., Kajdas C., Hiratsuka K.

Tribologia

|

2006

|

nr 6

21-37

EN

This paper considers mechanisms of catalytic hydrogen generation from formic acid aiming at developing a new more coherent one. The focus is on better understanding of formic acid decomposition processes from the view-point of both regular catalysis and tribo-catalysis. Basing on a hypothesis that tribocatalytic reaction is enhanced by exoelectron emission, it is assumed that both typical tribochemical reactions and catalytic reactions may be connected with the same driving force. Accordingly, catalytic processes, likewise tribochemical reactions should be governed by the NIRAM – approach. Applying this approach a mechanism is proposed for the reaction of formic acid decomposition, connecting tribochemical and heterogeneous tribocatalytic reactions.

PL

Praca rozpatruje mechanizmy katalitycznego generowania wodoru z kwasu mrówkowego w celu opracowania nowego, bardziej spójnego mechanizmu tej reakcji. Uwagę skupiono na lepszym zrozumieniu procesów rozkładu kwasu mrówkowego z punktu widzenia zarówno katalizy, jak i tribokatalizy. Bazując na hipotezie, że emisja egzoelektronów intensyfikuje reakcje tribokatalityczne, zakłada się, że zarówno reakcje tribochemiczne, jak i katalityczne mogą wiązać się z tą samą siłą napędową. Zatem reakcje katalityczne i reakcje tribochemiczne powinny przebiegać zgodnie z tym samym mechanizmem (NIRAM). Wykorzystując koncepcję NIRAM, zaproponowano mechanizm reakcji rozkładu kwasu mrówkowego, wiążący reakcje tribochemiczne i heterogeniczne reakcje tribokatalityczne.

5

Mechanizm tribokatalitycznego rozkładu kwasu mrówkowego

Kajdas C., Karpińska A.

Tribologia

|

2005

|

nr 2

125-141

PL

Praca zawiera przegląd światowej literatury związanej z mechanizmami katalitycznego rozkładu kwasu mrówkowego z ukierunkowaniem na inicjowanie reakcji rozkładu w wyniku tarcia oraz propozycję mechanizmu rozkładu kwasu mrówkowego inicjowanego elektronami o niskiej energii. Zasadnicza różnica między reakcją katalizy a reakcją tribokatalizy leży w sposobie inicjowania. Wiąże się z tym emisja termoelektronów i triboelektronów, które aktywują cząsteczki reagentów. Wspólnym mianownikiem wydaje się być hipoteza NIRAM (Negative-Ion-Radical Action Mechanism), którą wykorzystano w celu zaproponowania nowego schematu mechanistycznego rozkładu kwasu mrówkowego na katalizatorze srebrowym. Wstępnym potwierdzeniem proponowanego mechanizmu mogą być wyniki badań dotyczące przebiegu reakcji syntezy dwutlenku węgla na palladzie i wody na platynie, wobec których podjęte zostały próby wyjaśnienia mechanizmu w oparciu o koncepcję NIRAM. Zaproponowany mechanizm przebiegu reakcji katalitycznego rozkładu kwasu mrówkowego wymaga potwierdzenia eksperymentalnego. Jednocześnie należałoby dokonać porównania procesów katalitycznych z reakcjami tribokatalitycznymi na różnych katalizatorach.

EN

Decomposition of formic acid proceeds on metals, for example on silver, to generate H2 and CO2. Some 40 years ago this reaction was used in the research carried out to determine an influence of defects and surface structure of a catalyst on the reaction course. The rate-determining slow step was presumed to be the simultaneous abstraction of the two hydrogen atoms from physically adsorbed, or weakly chemisorbed, formic acid molecule, and the transition state. ... This work attempts to link the mechanism of formie acid decomposition with the NIRAM approach (Negative-Ion-Radical Action Mechanism), orientated towards interpretation of tribochemical reaction mechanisms. The NIRAM approach is based on the lowenergy electron emission process under friction conditions. Taking into account the above-mentioned mechanisms of formic acid decomposition and considering the most recent data concerning model calculations of the emission of thermal electrons.... As a preliminary confirmation of this mechanism we refer to the results of the research on two simple reactions: water synthesis from molecular hydrogen and molecular oxygen on a platinum catalyst initiated by heat and by friction and carbon dioxide synthesis reaction during rubbing of palladium against aluminum oxide. It is demonstrated that this mechanism also allows to account for results of work in which two types of active sites were suggested to be responsible for formie acid decomposition under scratching tests on steel. Proposed mechanism of formic acid decomposition requires experimental confirmation. Also a comparison needs to be madę between catalytic and tribocatalytic reactions on different catalysts. For that purpose a cooperation has been planned with Chiba Institute of Technology in Japan.

6

Energia deformacji a reakcje tribochemiczne

Kajdas C., Korycki J.

Tribologia

|

2005

|

nr 5

41-54

PL

By zrozumieć procesy tribochemiczne zachodzące podczas tarcia granicznego zaproponowano zasadę uogólniającą dotychczasowy proces aniono-rodnikowy [L. 1], o dostarczenie energii i ładunku. Jako źródło energii wskazano procesy tarcia, powodujące procesy deformacji: rdzenia metalu, warstwy wierzchniej, warstwy Langmuira-Blodgeta i cieczy smarującej. Procesy te uwalniają energię swobodną do struktur i molekuł rdzenia, warstwy wierzchniej, warstwy Langmuira-Blodgeta i cieczy smarującej oraz w postaci energii chemicznej przy fragmentacji struktur czy molekuł, a też generując cząstki: jak elektrony, kwanty energii jak: fotony, fonony, ekscytony, solitony ... [L. 2]. Formowanie aniono-rodników i procesy tribochemiczne stymulowane są procesami uwalniania energii, cząstek i fragmentów molekuł.

EN

To better understand tribochemical processes occuring under boundary friction conditions one proposed the rule generalizing the hitherto existing anion - radical process [L. 1], for delivering of the energy and electric charge. As the source of energy was pointed friction process, causing deformation processes: of the metal core, surface layer, Langmuir - Blodget layers and the bulk lubricant. These processes release the free energy to structures and molecules of the core, the surface layer, Langmuir - Blodget layer and the lubricant, and in the form of chemical energy at fragmentation of structures or molecules, and additionally also by generating electrons plus quanta of the energy such as: photons, phonons, excitons, solitons ... [L. 2]. The formation of anion-radicals and tribochemical processes stimulated are processes releasing of the energy, small particles and fragments of molecules.

7

On lubrication mechanism of fluorinated alcohols in stee/steel and steel/aluminum contacts

Przedlacki M., Kajdas C., Liu W.

Tribologia

|

2003

|

nr 1

123--143

EN

This paper describes both the tribological performance and lubrication mechanism of selected fluorinated alcohols containing 5 to 10 carbon atoms. The experiments were performed on an Optimol SRV tester with steel/steel and steel/Al contacts under boundary lubrication conditions. The products of the tribochemical reactions were investigated using FTIRMA, XPS and SEM/EDS techniques. The test results show that fluorinated alcohols provide lubrication for steel/steel systems while in contact with aluminum corrosive wear was observed. The reaction path (based on the NIRAM hypothesis) and structure of an oligomeric film formed by fluorinated alcohols under friction conditions are proposed. The obtained results clearly indicate that higher number of hydrogen atoms near the hydroxyl group improves the stability of the protective layer and thus the anti-wear effectiveness of the investigated alcohols.

PL

W artykule przedstawiono charakterystykę tribologiczną i mechanizm smarowania wybranych alkoholi fluorowanych zawierających 5 do 10 atomów węgla w cząsteczce. Eksperymenty tribologiczne przeprowadzono w warunkach tarcia granicznego na aparacie Optimol SRV w układach tarciowych: kula stalowa-tarcza stalowa i kula stalowa-tarcza glinowa. Wytworzone produkty reakcji tribochemicznych badane były za pomocą technik analitycznych FTIRMA, XPS i SEM/EDS. Uzyskane wyniki badań wykazały, że fluorowane alkohole zapewniają smarowanie układu tarciowego stal-stal, jednakże w kontakcie z aluminium stwierdzono występowanie zużycia korozyjnego. Zgodnie z hipotezą N1RAM zaproponowano schemat reakcji tribochemicznych i strukturę filmu oligomerycznego utworzonego w warunkach tarcia przez badane alkohole fluorowane. Uzyskane wyniki badań pozwoliły stwierdzić, że większa liczba atomów wodoru znajdujących się przy grupie hydroksylowej powoduje zwiększenie stabilności filmu smarowego, a tym samym zwiększa efektywność przeciwzużyciową badanych alkoholi.

8

Importance of low-energy triboelectrons for the initiation of tribochemical reactions

Molina G.J., Kajdas C., Furey M.J., Ritter A.L.

Tribologia

|

2003

|

nr 1

103-121

EN

Mechanical energy associated with the boundary lubrication process releases a large number of physical phenomena. Energy outputs from rubbing can be the cause of tribochemical reactions between the friction components and lubricant molecules. In this, different charged-particles, e.g., electrons and positive ions, may be emitted from solids during rubbing. This paper discusses the role of triboemitted charged-particles on the initiation of tribochemical reactions. The hypotheses and mechanisms regarding the possible action of charged-particles, in particular lowenergy electrons, on tribochemical processes are reviewed. Connections are made between relevant tribochemical reactions, tribopolymerization among them, the Negative-Ion Radical Action Mechanism (NIRAM) and recent experimental results in the fields of triboemission and tribochemistry. A new instrument for the measurement of charge intensity and energy spectrum of triboemitted particles is briefly described. The authors' experimental findings, that mostly low-energy electrons (0-5eV) are triboemitted from alumina and sapphire sliding-contacts, are discussed with a focus on the mechanism of vinyl-type tribopolymerization. Finally, future plans are presented to use this instrument for further investigating the role of triboemission on tribochemistry.

PL

Energia mechaniczna związana z procesem smarowania granicznego wywołuje szereg zjawisk fizycznych, które inicjują reakcje tribochemiczne. W artykule omówiono rolę triboelektronów w inicjowaniu procesu tribopolimeryzacji winylowej, zgodnie z koncepcją NIRAM. Opisano nowe urządzenie do badania procesu triboemisji. Najważniejszym osiągnięciem zrealizowanych badań na nowym urządzeniu jest stwierdzenie, że energia głównej części triboelektronów emitowanych z korundu i szafiru w styku ślizgowym jest zawarta w przedziale od O do 5 eV. Przedstawiono plan wykorzystania zbudowanego urządzenia do dalszych badań wpływu procesu triboemisji na proces inicjowania i przebiegu reakcji tribochemicznych.

9

Tribologiczne problemy smarowania

Kajdas Cz.

Tribologia

|

2000

|

nr 5

981-908

PL

W artykule omówiono wybrane problemy smarowania w warunkach tarcia granicznego.Na kanwie wyników badań dotyczących tribochemii najprostszych dodatków tribologicznych (kwasy, alkohole, estry) i modelowej bazy olejowej (n-heksadekan) przedyskutowano dane stanowiące podstawę klasycznej teorii smarowania granicznego w odniesieniu do tych związków. Wykazano, że z punktu widzenia tribochemii istnieje potrzeba innego spojrzenia na proces smarowania granicznego. Podstawą nowego podejścia do tego zagadnienia jest mechanizm anionorodnikowy NIRAM, który zakłada inicjowanie reakcji tribochemicznych głównie poprzez oddziaływanie niskoenergetycznych elektronów z cząsteczkami substancji smarowej.

EN

Selected problems concerning the boundary lubrication process are discussed in this paper. Based on most recent research advancement on tribochemistry of simple trobological additives (fatty acids, alcohols, esters) and a model base fluid n-hexadecane some basic classical reaction aspects of boundary lubrication approach are considered in detail. It has been emphasised that there is essential to develope a new look on the boundary lubrication process, particularly from the view-point of tribochemistry. The importance of the Negative-ion-radical Action Mechanism (NIRAM) in initiating tribochemical reactions under boundary friction conditions is presented and an experimental evidence confirming this approach is demonstrated.

10

Tribochemiczne przemiany kwasów tłuszczowych

Kajdas Cz., Majzner M.

Tribologia

|

2000

|

nr 3

375-390

PL

Przeprowadzono testy tribologiczne, w których węzeł tarcia smarowano kwasami tłuszczowymi. Następnie powierzchnię par trących badano w podczerwieni (FTIRM) w celu identyfikacji produktów przemian tribochemicznych kwasów. Stwierdzono, że w warunkach tarcia tworzą się sole kwasów tłuszczowych, jak również związki chelatowe, w których cząsteczkach występują wiązania nienasycone. Obecność tego typu związków na powierzchni tarcia potwierdza, że triboreakcje kwasów karboksylowych przebiegają według mechanizmu anionorodnikowego (NIRAM) oraz mechanizmu twardych i miękkich kwasów i zasad (HSAB).

EN

Tribological tests were carried out with pure fatty acids. Then FTIRM analysis was applied and spectra of balls and discs surfaces were obtained to identify tribological reactions products. On the base of those results it was stated that salts of fatty acids were created. On the other hand chelates containing unsaturated bonds were detected. That allowed to confirm that fatty acids react with metals during friction process according to negative iron-radical action mechanism (NIRAM) and hard and soft acids and bases mechanism (HSAB).

11

Wear behaviour and tribochemical reactions of low molecular alcohols under boundary lubrication of the steel-on-aluminium system.

Kajdas Cz., Obadi M.

Tribologia

|

1999

|

nr 3

273-287

EN

Tribochemistry of Alcohols is very complex and important from the practical piont of view. This paper relates to the research aiming at better understanding of the aliphatic alcohol tribochemistry.Using mostly the steel ball-on-alluminium disc friction system experiments were carried out to generate tribochemical reaction s on the aluminium discto analyse the formed deposits FTIR surface analysis was used.New adsorptionbandsmostly in the region of 1530-1550 cm-1 were found They are asssigned to the specific structure of organometallic compounds with -in many cases-include duble bonding in the reion of 1600-1650 cm-1.It was also found that the dissocitation constant (pKa)values of C1-C$alcohols control the steel ball wear for both steel-on-aluminium and steel-on-steelsystems.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono wyniki badań, mających na celu zrozumienie tribochemii alkoholi alifatycznych. Eksperymenty, polegające na generowaniu reakcji tribochemicznych na powierzchni dysku aluminiowego, przeprowadzano głównie w układzie tarciowym stal-aluminium. Do analizy odłożonych depozytów zastosowano mikrospektrofotometrię FTIR. Stwierdzono obecność nowych pasm absorpcyjnych zwłaszcza w obszarze 1530-1550 cm-1.Są one przypisywane specyficznej strukturze związków organometalicznych które w wielu przypadkach posiadaja wiązanie podwójne 91600-1650cm-1) Stwierdzono również że wartośc stałej dysocjacji pKa) dla alkoholi C1-C4 wpływa na wielkość zużycia kulki stalowej zarówno w układzie tarciowym stal-aluminium jak również w układzie sta-stal.

12

Antiwear properties and lubrication mechanism of aliphatic esters in a model aromatic base fluid

Kajdas Cz., Shuga'a A. K.

Tribologia

|

1999

|

nr 3

289-299

EN

A wide variety of ester oils is presently used in many applicatios including engine oils, gear oli and hydraulic fluids. Incorporated to mineral oli esters benerally improve the lubricant antiwear propertyThe obtained results early evidence the previously proposed reaction mechanism of esters which is based on the negative-ion-radical action mechanism (NIRAM).

PL

Obecnie oleje estrowe sa szeroko stosowane, m.in. do olejów silikonowych , smarowych, i cieczy hydraulicznych.Estry wprowadzone do olejów mineralnych generalnie poprawiająich właściwości przeciwzużyciowe .Uzyskane syntezy, były wykorzystywane w przedstawionych badaniach w charakterze dodatków.Wyniki potwierdziły wcześniej zaproponowany machanizm jednorodnikowy (NIRAM).