Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Impact of ionic liquid admixture on electrorheological and tribological properties of a hydrocarbon lubricating oil

Kałdoński Tomasz Jan, Juda Jarosław, Kałdoński Tadeusz

Tribologia

|

2023

|

nr 4

15--22

EN

The article describes, the relationship between the generated and fading electrorheological effect and tribological properties of hydrocarbon lubricating oils containing ionic liquid admixture. Two quasi-homogeneous mixtures were obtained as a result of miscibility tests: 1) the GP1 silicon damping oil containning ionic liquid CJ001, i.e. 1-methyl-3-octyloxymethylimidazolium tetrafluoroborate and 2) the PAO6 base polyalphaolefin oil containing ionic liquid CJ008, i.e. trihexyltetradecylphoshonium bis-(tri-fluoromethylsulfonyl)imide. The conducted ER tests revealed differences between the electrorheological properties of the two mixtures. After increasing the electric field strength to E = 0.3 kV·mm-1 the ER effect of both mixtures disappeared. For these mixtures tribological tests were carried out on a four ball apparatus. The lubricity parameters of the tested ionic liquids are much better than base oils and the oil mixtures with ionic liquids also showed better lubricating properties than their base oils.

PL

W artykule opisano zależność pomiędzy generowanym i zanikającym efektem elektroreologicznym (ER) i właściwościami tribologicznymi węglowodorowych olejów smarujących zawierających domieszkę cieczy jonowej. W rezultacie prób mieszania uzyskano dwie quasi-homogeniczne mieszaniny: 1) silikonowy olej tłumiący GP1 zawierający ciecz jonową CJ001, tj. 1-metylo-3-octyloksymetyloimidazoliowy tetrafluoroboran oraz 2) bazowy olej polialfaolefinowy PAO6 zawierający ciecz jonową CJ008, tj. triheksylotetradecylofosfoniowy bis(trifluorometylosulfonylo)imid. Przeprowadzone badania ER wykazały, że obie mieszaniny wykazały różne elektroreologiczne charakterystyki. Po zwiększeniu natężenia pola elektrycznego do wartości E = 0.3 kV·mm-1 efekt ER obu mieszanin zanikał. Tribologiczne testy dla tych mieszanin przeprowadzono na aparacie czterokulowym. Parametry smarnościowe zbadanych cieczy jonowych są dużo lepsze aniżeli oleje bazowe, a mieszaniny z cieczami jonowymi wykazały także lepsze właściwości smarujące aniżeli ich oleje bazowe.

2

Effect of Hexagonal Boron Nitride with Different Particle Granulation on the Lubrication Properties of Mineral Oil With an Addition of Surfactants

Chodkiewicz Arkadiusz, Kałdoński Tadeusz

Tribologia

|

2023

|

nr 2

7--16

EN

This paper presents the results of tribological tests of lubricating compositions containing SN150 mineral oil as a base, an additive of solid lubricant in the form of hexagonal boron nitrides (h-BN) of various particle sizes (nano- and micro-) and surfactants: succinic acid imide and sodium di-2-ethylhexyl sulphosuccinate. Particular attention was paid to analysing the properties of hexagonal boron nitrides in the context of their effect on the tribological properties of the friction node under study. The effects of h-BN particle size, shape, specific surface area and porosity were considered. In addition, tests were carried out to check the surfactants' effect on the tested oil's hexagonal boron nitride sedimentation process. These tests confirmed the positive effect of succinic acid imide on maintaining a stable dispersion of h-BN particles in SN-150 mineral oil. Tribological tests were performed on a T-02 tribotester based on the PN-EN ISO 20623:2018-02 standard. The positive effect of hexagonal boron nitride on the lubricating properties of mixtures with SN150 mineral oil was established. In addition, hexagonal boron nitride, with a smaller particle size and a more developed porous structure, had a more favourable effect on improving the lubricity properties evaluated on the T-02 tribotester.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań tribologicznych kompozycji smarowych zawierających jako bazę olej mineralny SN150, dodatek smaru stałego w postaci heksagonalnych azotków boru (h-BN) o różnej granulacji cząstek (nano- i mikro-) oraz surfaktanty: imid kwasu bursztynowego oraz sól sodowa sulfobursztynianu di (2-etyloheksylu). Zwrócono szczególną uwagę na przeanalizowanie właściwości heksagonalnych azotków boru w kontekście oddziaływania na właściwości tribologiczne badanego węzła tarcia. Uwzględniono wpływ rozmiarów oraz kształtu cząstek h-BN, powierzchnię właściwą oraz porowatość. Dodatkowo wykonano testy sprawdzające wpływ surfaktantów na proces sedymentacji heksagonalnego azotku boru w badanym oleju. Testy te potwierdziły pozytywne działanie imidu kwasu bursztynowego na utrzymanie stabilnej dyspersji cząstek h-BN w oleju SN-150. Badania tribologiczne wykonano na tribotesterze T-02, opierając je na normie PN-EN ISO 20623:2018-02. Ustalono pozytywne działanie heksagonalnego azotku boru na właściwości smarnościowe mieszanin z olejem SN150. Ponadto heksagonalny azotek boru o mniejszej granulacji cząstek i bardziej rozbudowanej strukturze porowatej korzystniej wpływał na poprawę właściwości smarnościowych ocenianych na aparacie czterokulowym T-02.

3

Analysis of the Influence of Hexagonal Boron Nitride on Tribological Properties of Grease

Senyk Szymon, Kałdoński Tadeusz

Tribologia

|

2022

|

nr 3

101--112

EN

The article discusses the problem of using hexagonal boron nitride (h-BN) as a grease additive. The literature on the subject was analysed in terms of greases into which hexagonal boron nitride was added. Particular attention was paid to the nano h-BN, due to the topicality of this topic and the potential of nano-additives to lubricants noted in published scientific studies. It was found that in order to indicate the regularities describing the tribological interaction of hexagonal boron nitride, detailed studies and an analysis of its properties are required. The important factors determining the application of this additive include particle size distribution, morphology, specific surface area, and porosity. The mentioned properties were determined for four samples of hexagonal boron nitride, which were also objects of tribological experiments. For this purpose, a scanning electron microscope (SEM) and XRD method were used, and low-temperature adsorption isotherms were determined. The research on the influence of h-BN on the lubricity properties of lithium grease was carried out on a four-ball apparatus. Possible mechanisms of interaction of different types of h-BN in the friction zone were identified using the information collected on their important properties. Based on the results of the research, it was found that the use of nano h-BN in the discussed context seems promising.

PL

W artykule podjęto problematykę zastosowania heksagonalnego azotku boru (h-BN) jako dodatku do smarów plastycznych. Przeprowadzono analizę literatury tematu pod kątem smarów plastycznych, do których wprowadzano heksagonalny azotek boru. Szczególną uwagę zwrócono na nanodmianę h-BN, z uwagi na aktualność tej tematyki i odnotowywany w opublikowanych badaniach naukowych potencjał nanododatków do środków smarnych. Stwierdzono, że aby wskazać prawidłowości opisujące tribologiczne oddziaływanie heksagonalnego azotku boru wymagane są szczegółowe badania i analiza jego właściwości. Do istotnych czynników determinujących opisywane zastosowanie tego dodatku zaliczono: rozkład rozmiarów jego cząstek, ich morfologię, powierzchnię właściwą, a także porowatość. Wymienione właściwości określono dla czterech próbek heksagonalnego azotku boru, które były jednocześnie obiektami eksperymentów tribologicznych. Wykorzystano w tym celu skaningowy mikroskop elektronowy (SEM), metodę dyfrakcji rentgenowskiej (XRD) oraz wyznaczono niskotemperaturowe izotermy adsorpcji. Badania wpływu h-BN na właściwości smarnościowe litowego smaru plastycznego przeprowadzono na aparacie czterokulowym. Zidentyfikowano możliwe mechanizmy oddziaływania różnych typów h-BN w strefie tarcia, wykorzystując przy tym zgromadzone informacje dotyczące ich istotnych właściwości. Na podstawie wyników przeprowadzonych badań stwierdzono, że zastosowanie nano h-BN w omawianym kontekście wydaje się perspektywiczne.

4

Ocena wpływu granulacji heksagonalnego azotku boru na właściwości smarnościowe bazowego smaru plastycznego

Senyk Szymon, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2020

|

Vol. 69, nr 1

109--128

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości smarnościowych bazowego smaru plastycznego zawierającego heksagonalny azotek boru (h-BN) o różnej granulacji (w tym poniżej 100 nm) oraz o różnym stężeniu. Do przeprowadzenia koniecznych badań wykorzystano aparat czterokulowy. Urządzenie to jest powszechnie stosowane na świecie do oceny właściwości smarnościowych olejów i smarów plastycznych. Określono następujące normatywne parametry smarnościowe: obciążenie zespawania Pz [N], największe obciążenie niezacierające Pn [N], obciążenie zacierające Pt [N], a także graniczne obciążenie zużycia Goz [N/mm²]. Wykonano także badania nienormatywne, które obejmowały wyznaczenie dwóch parametrów umożliwiających dokładniejszą ocenę właściwości smarnościowych. W oparciu o przeprowadzone badania stwierdzono, że heksagonalny azotek boru jest dodatkiem wpływającym na poprawę właściwości smarnościowych bazowego smaru plastycznego. Najlepsze efekty poprawy, biorąc pod uwagę przyjęte kryteria tribologiczne, odnotowano dla próbki zawierającej 10% (m/m) heksagonalnego azotku boru o średniej średnicy ziaren 65÷75 nm. Stwierdzono, że mniejsza granulacja dodatku (h-BN) wpływa pozytywnie na efektywność smarowania bazowym smarem plastycznym - w warunkach testów na modelowym aparacie czterokulowym

EN

The paper presents the tests results of lubricity properties of base greases, containing hexagonal boron nitride (h-BN). To conduct the required tests, a four ball machine was used. This device is commonly used when assessing lubricity properties of oils and greases. The following normative lubricity parameters were defined: welding point Pz [daN], the value of last non-seizing load Pn [daN], seizing load Pt [daN] at smoothy growing load, as well as the wear limiting capacity load Goz [daN/mm²]. Furthermore, several non-normative tests were completed that covered indication of two parameters making it possible to complete an assessment of lubricity properties of oils. Based on the conducted research, it was found that hexagonal boron nitride is an additive that improves the lubricating properties of the base grease. The best effects of the improvement, taking into account the adopted tribological criteria, were noted for a sample containing 10% (m/m) hexagonal boron nitride with an average grain diameter of 65÷75 nm. It was found that the lower granulation of the additive (h-BN) positively influences the efficiency of the grease lubrication of the base, under the conditions of tests on a four-ball model apparatus.

5

Eksperymentalne badania elektroreologicznych właściwości olejów smarnych zawierających ciecz jonową. Cz. 2, Badania w spektroskopii dielektrycznej

Juda Jarosław, Kałdoński Tomasz Jan, Kałdoński Tadeusz, Mrukiewicz Mateusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2020

|

Vol. 69, nr 2

43--69

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań w tzw. spektroskopii dielektrycznej dwóch mieszanin oraz ich składników, tj. bazowych olejów izolujących i cieczy jonowych jako dodatków aktywnych elektrycznie. W pierwszej części badań [1] stwierdzono występowanie efektu ER w obu mieszaninach, gdy poddane były oddziaływaniu zewnętrznego stałego pola elektrycznego o natężeniu E ≤ 0,2 kV ⋅ mm⁻¹. Efekt elektroreologiczny był jednak krótkotrwały i niepowtarzalny na tej samej próbce cieczy, co sugerowało istotne zmiany jej struktury wewnętrznej. Stosując analizator impedancji HP 4192A, oceniono zmienność ich stałych dielektrycznych (ε) oraz rezystancji (R) i konduktywności (σ) w funkcji częstotliwości (f) stałego pola elektrycznego BIAS-u (DC), dla różnych wartości przyłożonego napięcia (U). Wykonano również testy powtarzane na tych samych próbkach mieszanin w celu zaobserwowania, jak pierwotnie przyłożone pole BIAS-u wpływa na dalsze zachowanie cieczy w polu elektrycznym. Na podstawie rezultatów badań uzyskano podstawę potwierdzenia symptomów zmian struktury wewnętrznej mieszanin, będących wynikiem działania zewnętrznego pola elektrycznego, prowadzących do zaniku efektu ER. W celu rozpoznania mechanizmu zaniku efektu ER zostaną przeprowadzone badania mikroskopowe in situ wytworzonych mieszanin poddanych działaniu zewnętrznego pola elektrycznego.

EN

The paper presents the results of investigations of two mixtures and their ingredients i.e. base insulating oils and ionic liquids as electrically active additives using, so called, dielectric spectroscopy. In part 1 of the study [1], the ER effect was found in both mixtures when they were subjected to an external constant electric field with the intensity of E ≤ 0.2 kV ⋅ mm⁻¹. However, the electrorheological effect was short-lived and unique on the same liquid sample, which suggested significant changes in its internal structure. Using the HP 4192 A Hewlett Packard impedance analyzer, the variability of their dielectric constans (ε), as well as the resistance (R) and the conductivity (σ), as a function of the frequency (f) of the constant electric field BIAS-u (DC) was assessed for different values of the applied voltage (U). Repeated tests were also carried out on the same samples of mixtures to observe how the originally applied BIAS field affects the further behavior of the liquid in the electric field. Based on the results of the research, the basis for confirming the symptoms of changes in the internal structure of mixtures, resulting, from the action of an external electric field, leading to the disappearance of the ER effect was obtained. In order to recognize the mechanism of disappearance of the ER effect, in situ microscopic tests of the prepared mixtures, subjected to an external electric field, will be carried out.

6

Eksperymentalne badania elektroreologicznych właściwości olejów smarnych zawierających ciecz jonową. Cz. 3, Mikroskopowe badania mechanizmu efektu ER

Juda Jarosław, Kałdoński Tadeusz, Gocman Krzysztof, Kałdoński Tomasz Jan, Pakowski Czesław

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2020

|

Vol. 69, nr 3

59--75

PL

W artykule przedstawiono wyniki obserwacji mikroskopowych in situ quasi-homogenicznych mieszanin węglowodorowych zawierających wybraną ciecz jonową. Badania przeprowadzono na mikroskopie optycznym NIKON ECLIPSE LV100 D. Obserwowano mechanizm generowania efektu ER w dwóch mieszaninach, tj. silikonowej cieczy tłumiącej GP-1 zawierającej 2% (v/v) cieczy jonowej CJ 001 (tetrafluoroboranu 1-metylo-3-oktyloksymetyloimidazolowego oraz oleju bazowego polialfaolefinowego PAO-6 zawierającego 2% (v/v) cieczy jonowej CJ 008, tj. triheksylotetradecylofosfonowego bis(trifluorometylosulfonylo)-imidu) oraz cieczy wzorcowej dwuskładniowej LID3354 s. Przeprowadzone obserwacje wykazały, że wytworzone mieszaniny generowały efekt ER. Przy wartości progowej E = 0,3 kV ⋅ mm⁻¹ efekt ER zanikał. Przedstawione w pracy fotografie dokumentują zachodzące pod wpływem działania zewnętrznego pola elektrycznego zmiany struktury mieszanin zawierających ciecze jonowe, polegające na tworzeniu „łańcuchów i/lub strumieni fibrylowych” i następnie na ich destrukcji oraz gromadzeniu się cząstek cieczy jonowej przy elektrodach.

EN

The article presents the results of in situ microscopic observations of quasihomogenic mixtures of hydrocarbon oils containing ionic liquids. Observations were made using NIKON ECLIPSE LV 100 D optical microscope. The mechanism of generating the ER effect in two mixtures was observed, i.e., in silicone damping liquid GP-1, which is polimethylsiloksane mixture containing 2% (v/v) of ionic liquid CJ 001, i.e., tetrafluoroboran 1-methyl-3-octyloxymethylimidazolium and base polialfaolefine oil PAO-6 which containing 2% (v/v) of ionic liquid CJ 008, i.e., trihexyltertradecylfosfonium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide as well as in the two-component standard liquid LID3354s. The observations carried out showed that the prepared mixtures had generated the ER effect. At the threshold value E = 0,3 kV ⋅ mm⁻¹, the ER effect disappeared. Photographs, presented in the paper, show changes in the structure of mixtures containing ionic liquids that occur under the influence of an external electric field, consisting in the formation of „fibril chains and/or fibril streams” and then, their destruction and accumulation of ionic liquid particles at the electrodes.

7

Badanie właściwości smarnościowych mineralnego oleju bazowego zawierającego nanocząstki heksagonalnego azotku boru i ocena wpływu surfaktantów na ich sedymentację

Chodkiewicz Arkadiusz, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2020

|

Vol. 69, nr 4

15--41

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań właściwości smarnościowych mineralnego oleju bazowego SN150 zawierającego heksagonalny azotek boru (h-BN) o różnej granulacji. Zastosowano azotek boru o rozdrobnieniu cząstek poniżej 100 nm i drugi o rozdrobnieniu poniżej 25 μm. Badania smarnościowe przeprowadzono na aparacie czterokulowym. Metodykę tych badań określono na podstawie dokumentu normatywnego PN-EN ISO 20623:2018-02, który zawiera następujące parametry charakteryzujące smarność: najniższe obciążenie zacierające ISL [N], obciążenie zespawania WL [N], wskaźnik zużycia pod obciążeniem LWI [N], średnią średnicę śladu zużycia MWSD [mm] uzyskaną w długotrwałej próbie zużywania pod określonym obciążeniem. Wykonano również krzywą zużycie — obciążenie, tj. zależność średniej średnicy śladu zużycia od obciążenia. Przeprowadzono także badania sprawdzające wpływ wybranych środków powierzchniowo czynnych na przebieg procesu sedymentacji heksagonalnego azotku boru w mineralnym oleju bazowym SN150. Na podstawie przeprowadzonych badań oraz ich analizy stwierdzono, że heksagonalny azotek boru pozytywnie wpływa na właściwości smarnościowe oleju bazowego; lepsze wyniki uzyskano dla nanoazotku boru o rozdrobnieniu poniżej 100 nm. Ustalono także, że problem sedymentacji cząstek stałych heksagonalnego azotku boru rozwiązuje dodatek dyspergatora w postaci imidu kwasu bursztynowego.

EN

The article presents the results of tests on the lubricity properties of SN150 base oil containing hexagonal boron nitride (h-BN) of different granulation. The boron nitride with a particle size below 100 nm and the second one with a particle size below 25 μm were used. The lubricity tests were carried out on a four-ball apparatus. The methodology of these tests was determined on the basis of the normative document PN-EN ISO 20623: 2018-02, which contains the following parameters characterising the lubricity: initial seizure load ISL [N], weld load WL [N], load-wear index LWI [N], mean wear scar diameter MWSD [mm] obtained in a long duration wear test under a specified load; wear-load curve, i.e., the dependence of the mean wear scar diameter on the load, was also performed. Tests were also carried out to check the influence of selected surfactants on the sedimentation process of hexagonal boron nitride in the SN150 mineral base oil. Based on the conducted research and their analysis, it was found that hexagonal boron nitride has a positive effect on the lubricating properties of the base oil; better results were obtained for the boron nano-nitride with a particle size below 100 nm. It was also found that the problem of sedimentation of the solid particles of hexagonal boron nitride was solved by the addition of succinimide dispersant.

8

Analiza krajowych norm dotyczących badania właściwości smarnościowych na aparatach czterokulowych stosowanych w Polsce

Chodkiewicz Arkadiusz, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2020

|

Vol. 69, nr 1

129--152

PL

W artykule przedstawiono przegląd historyczny polskich norm dotyczących badania właściwości przeciwzatarciowych i przeciwzużyciowych środków smarowych na aparacie czterokulowym (four-ball apparatus), stosowanym powszechnie na świecie do tego typu badań. Omówiono również aktualnie obowiązujące normy zatwierdzone przez PKN do stosowania w Polsce. Porównano normy wycofane oraz ich uaktualnienia, pokazując kierunek rozwoju badań właściwości smarnościowych olejów i smarów plastycznych. W efekcie uporządkowano zakres badawczy właściwości smarnościowych na podstawie obecnie obowiązujących w Polsce norm.

EN

The article presents a historical review of the Polish standards for testing anti-seizing and anti-wear properties of lubricants on a four-ball apparatus, commonly used in the world for this type of testing. The current standards, approved by PKN for use in Poland, are also discussed. Withdrawn standards were compared and their updates, showing the direction of development of research into the lubricity properties of oils and greases. As a result, the research scope of lubricity properties was arranged on the basis of the standards currently in force in Poland.

9

Zastosowanie materiałów grafenowych w tribologii : analiza stanu zagadnienia i badania wstępne

Dąbrowski Igor Jakub, Nogas Patrycja Magdalena, Kałdoński Tadeusz, Nasiłowska Barbara, Djas Małgorzata

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 2

81--108

PL

Publikacja ma na celu przybliżenie podstawowych informacji na temat jednego z najbardziej interesujących materiałów ostatnich lat, jakim jest grafen. Zamieszczono w niej informacje dotyczące struktury grafenu oraz niezwykłych właściwości, jakie z niej wynikają. Przedstawione zostały również metody wytwarzania grafenu oraz obszary techniki, w jakich opisywana substancja znajduje zastosowanie, oraz to, jak może zostać wykorzystana w przyszłości. Szczególną uwagę poświęcono formom zastosowania grafenu w tribologii, obejmującym wykorzystanie wspomnianej substancji w materiałach kompozytowych, powłokach ochronnych oraz jako dodatku do substancji smarnych. Publikacja została opracowana w oparciu o informacje i wyniki badań, zamieszczone w krajowych oraz zagranicznych artykułach, a także wyniki wstępnych badań własnych. Wyniki tych badań dotyczą zmian podstawowych parametrów smarnościowych substancji (oleju i smaru plastycznego) zawierających różną ilość tlenku grafenu (lub porównawczo heksagonalnego azotku boru). Rezultaty potwierdziły korzystny wpływ obecności tlenku grafenu w substancji smarującej na jej właściwości smarnościowe.

EN

Present publication describes one of the most interesting materials discovered in recent years, which is graphene. This paperwork contains information about graphene’s structure, properties, applications and methods of synthesis. The special attention has been given to tribological applications of graphene structures, including the usage of the graphene itself in the composite materials, protective integuments, and additives to lubricants (oils, greases). This publication was based on the information and research results published in the international articles and preliminary researches realized at the Military University of Technology as well. The research results concern the changes of basic lubricants’ parameters, which contain different amount of graphene oxide (or comparatively of hexagonal boron nitride). The results obtained during the tests indicate that graphene oxide could improve lubricating abilities of oils and greases.

10

Właściwości tribologiczne smarów plastycznych zawierających tlenek grafenu lub heksagonalny azotek boru

Dąbrowski Igor Jakub, Gocman Krzysztof, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 3

65--93

PL

Celem publikacji jest przedstawienie wyników badań bazy smaru plastycznego o klasie konsystencji 2 według klasyfikacji NLGI uszlachetnionej różnymi stężeniami tlenku grafenu GO, wyprodukowanego przez Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, lub heksagonalnego azotku boru h-BN, wytworzonego w Wojskowej Akademii Technicznej. W pierwszej części publikacji przedstawiono podstawowe wiadomości na temat grafenu oraz jego zastosowań, w szczególności w zakresie tribologii. W drugiej części artykułu zaprezentowano wyniki badań właściwości tribologicznych próbek uszlachetnionych tlenkiem grafenu lub heksagonalnym azotkiem boru w ilościach: 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1% i 2% masy. Ponadto oceniono właściwości tribologiczne tzw. „pasty grafenowej”, wykonanej z płatkowego tlenku grafenu rozpuszczonego w wodzie. Pomiary zrealizowano przy wykorzystaniu aparatu czterokulowego T-02 i uniwersalnego mikronanotestera UNMT w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych Wydziału Mechanicznego Wojskowej Akademii Technicznej. Otrzymane wyniki wykazały korzystny wpływ wprowadzania do bazowego smaru plastycznego dodatków w postaci tlenku grafenu lub heksagonalnego azotku boru na jego właściwości tribologiczne. Tzw. „wodna pasta” z tlenku grafenu GO okazała się tak samo skuteczna jak smar plastyczny zawierający znaczną koncentrację GO (1% lub 2% m/m).

EN

The purpose of this paper is to present the results of research of tribological behavior of basic greases (of 2. NLGI class) including different mass concentration concentration (0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%) of additives: graphene oxide (produced by the Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw) and hexagonal boron nitride (produced by the Military University of Technology, Warsaw). In the first part of this publication there is elementary information about graphene and its applications, especially in tribological field. The next part of the paper contains the results of research on the mentioned above samples, which were investigated with four-ball apparatus T-02 and Universal Micro/Nano Tester UNMT (CETR, CA, USA), at the Department of Tribology and Service Fluids Logistics at the Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology. The results proved a positive effect of adding graphene oxide or hexagonal boron nitride to basic grease on its tribological properties. In case of “water dispersion of graphene oxide”, its tribological properties were similar to the samples including significant concentration of GO.

11

Ocena właściwości tribologicznych wybranych substancji smarujących na podstawie charakterystyk Herseya–Stribecka

Aranowski Arkadiusz, Kałdoński Tadeusz, Gocman Krzysztof, Kałdoński Tomasz Jan

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 2

109--143

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących właściwości tribologicznych - na podstawie charakterystyk Herseya–Stribecka, substancji smarujących takich jak syntetyczna baza olejowa PAO-6, olej perfluoropolieterowy PFPE Fomblin Y 04 oraz ciecz jonowa CJ 006, tj. bis(trifluorometylosulfonylo)imid-3-metylo-1-propylopirydynowy. Badanie przeprowadzono w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych Wydziału Mechanicznego Wojskowej Akademii Technicznej na uniwersalnym nano/mikrotesterze UNMT, wyprodukowanym przez CETR (Centrum for Tribology) w USA. Badania zostały zrealizowane przy różnych obciążeniach, a mianowicie 0,25 N, 5 N i 50 N. Zróżnicowały one substancje smarujące pod względem właściwości tribologicznych, ukazując wpływ zmiany prędkości tarcia oraz obciążenia węzła tarcia na wartość współczynnika tarcia. Najlepsze właściwości tribologiczne, szczególnie przy większych obciążeniach, wykazała ciecz jonowa.

EN

The content of the paper presents the results of investigations of selected lubricants. The study led to obtaining Hersey’s-Stribeck’s curves and to comparison of the lubricating properties of lubricants belonging to different groups such as hydrocarbon oils, perfluoropolyether oils (PFPE), and ionic liquids. The following liquids were evaluated for tribological properties: PAO-6 polyalphaolefin oil base, CJ 006 ionic liquid (3-methyl-1-propylpyridinium bis(trifluoromethylsulphonyl)-imide) and Fomblin Y 04 synthetic perfluoropolyether oil. The research was carried out using the universal nano/micro tribotester (UNMT-CETR, CA, USA) at the Department of Tribology, Surface Engineering and Service Fluids Logistics, Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology. The study consisted of friction of a ball bearing steel (100 Cr 6) with a round specimen of a certain roughness (ball-on-disc). Friction occurred in rotational motion of the specimen, at different rotational speeds at constant radius and at constant load (0.25 N; 5 N; 50 N). The friction node was lubricated with the tested liquid.

12

Eksperymentalne badania elektroreologicznych właściwości olejów smarnych zawierających ciecz jonową. Cz. 1, Badania zmodyfikowanym wiskozymetrem Brookfield DV-III Ultra

Juda Jarosław, Kałdoński Tomasz Jan, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 3

35--63

PL

W artykule przedstawiono wyniki eksperymentalnych badań właściwości elektroreologicznych (ER) olejów smarnych zawierających ciecz jonową. Badania przeprowadzono na stanowisku specjalnie zaprojektowanym do tego celu, w którym zastosowano zmodyfikowany wiskozymetr Brookfield DV-III Ultra. Stanowisko to zostało zastrzeżone w Urzędzie Patentowym RP (W124200 - 10.02.2017 r.). Oceniono właściwości ER dwóch mieszanin, tj. silikonowej cieczy tłumiącej GP-1 zawierającej 2% (v/v) cieczy jonowej CJ 001, tj. tetrafluoroboranu 1-metylo-3-oktyloksymetyloimidazolowego oraz oleju bazowego polialfaolefinowego PAO-6 zawierającego 2% (v/v) cieczy jonowej CJ 008, tj. triheksylotetradecylofosfonowego bis (tri-fluorometylosulfonylo)imidu. Dobór składników obu mieszanin bazował na wynikach badań mieszalności i ocenie podstawowych właściwości fizykochemicznych. Przeprowadzone badania wykazały, że wytworzone mieszaniny generowały efekt ER, lecz był on krótkotrwały, co sugerowało zmiany struktury wewnętrznej tych mieszanin. Dlatego zaplanowano kolejne badania, m.in. spektroskopię dielektryczną i obserwacje mikroskopowe in situ tych mieszanin w zewnętrznym polu elektrycznym. Celem tych badań będzie zarejestrowanie zanikającego efektu ER i rozpoznanie jego mechanizmu.

EN

The results of experimental investigations on electrorheological (ER) properties of lubricating oils which contain ionic liquids, are presented in this article. The investigations were carried out on the special stand which was projected for this aim. On this stand there was used the modified Brookfield viscosimeter. Electrorheological properties of two mixtures were tested, i.e., silicone damping liquid GP-1 which is polimethylsiloksane mixture containing 2% (v/v) of ionic liquid CJ 001, i.e., tetrafluoroboran 1-methyl-3-octyloxymethylimidazolium as well as base polialfaolefine oil PAO-6 which contains 2% (v/v) of ionic liquid CJ 008, i.e., trihexyltetradecylphosphonium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide. Selection of components of both mixtures was based on the results of investigations of miscible and on evaluation of basic phys-chem properties. The investigations showed that the made mixtures have generated the ER effect, but it was short-lived effect, suggesting the changes of inner structure of these mixtures. Therefore, we have planned the next investigations, among others dielectric spectroscopy and microscope observations in situ of these mixtures in external electric fields. The aim of those investigations will be to record the fading ER effect and to understand this mechanism.

13

Badania właściwości tribologicznych oleju zawierającego tlenek grafenu lub heksagonalny azotek boru

Nogas Patrycja Magdalena, Gocman Krzysztof, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 4

29--55

PL

Celem tej publikacji jest przedstawienie wyników badań bazy olejowej SN-650 z różnymi stężeniami tlenku grafenu (GO), zredukowanego tlenku grafenu (rGO) wyprodukowanych przez Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie oraz heksagonalnego azotku boru (h-BN) wytwarzanego według technologii opracowanej w Wojskowej Akademii Technicznej. W pierwszej części pracy przedstawiono podstawowe wiadomości na temat grafenu i tlenku grafenu oraz możliwości ich zastosowania, w szczególności w dziedzinie tribologii. W drugiej części publikacji zaprezentowano wyniki badań właściwości smarnościowych próbek z dodatkiem 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1% i 2% masy tlenku grafenu, zredukowanego tlenku grafenu oraz heksagonalnego azotku boru. Pomiary zrealizowano przy wykorzystaniu uniwersalnego nanomikrotestera UNMT oraz aparatu czterokulowego T-02, w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych (od 1.10.2019 r. Zakład Materiałów Pędnych i Smarów) Wydziału Mechanicznego (od 1.10.2019 r. Wydział Inżynierii Mechanicznej) Wojskowej Akademii Technicznej. Otrzymane wyniki wykazały korzystny wpływ wprowadzania do bazy olejowej SN-650 dodatków w postaci tlenku grafenu lub heksagonalnego azotku boru na właściwości tribologiczne oleju.

EN

The aim of this publication is to present the results of studies on the SN-650 oil base with various concentrations of graphene oxide (GO), reduced graphene oxide (rGO) produced by the Institute of Electronic Materials Technology in Warsaw and hexagonal boron nitride (h-BN) produced according to the technology developed at the Military University of Technology. The first part of the publication presents basic information about graphene oxide and the possibilities of its use, in particular in the field of tribology. The second part of the publication presents the results of tests of lubricity properties of the samples with the addition of 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1% and 2% of graphene oxide, reduced graphene oxide or hexagonal boron nitride. The measurements were carried out using the UNMT universal nano/microtester tester and the T-02 four-ball device, at the Department of Tribology, Surface Engineering and Logistics of Service Fluids, which is a part of the Institute of Mechanical Vehicles and Transport of the Mechanical Faculty of the Military University of Technology. The obtained results have demonstrated the beneficial effect of introducing additions in the form of graphene oxide or hexagonal boron nitride onto the tribological properties of the oil base.

14

Badania smarności olejów zawierających heksagonalny azotek boru

Senyk Szymon, Perehubka Maciej, Kałdoński Tadeusz

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2019

|

Vol. 68, nr 1

131--151

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań właściwości smarnościowych oleju hydraulicz-nego Hydrol L-HL 32, oleju przekładniowego Mobilube 1 SHC 75w-90 oraz dwóch olejów bazowych SN-150 i SN-650, zawierających heksagonalny azotek boru o średniej średnicy ziaren dz = 0,5 μm. Do przeprowadzania koniecznych badań wykorzystano aparat czterokulowy (four ball machine). Urządzenie to jest powszechnie stosowane na świecie do oceny właściwości smarnościowych olejów i smarów plastycznych. Określono następujące normatywne parametry smarnościowe: wartość obciążenia zespawania Pz [daN], wartość obciążenia niezacierającego Pn [daN], wartość obciążenia zacierającego Pt [daN], a także graniczne obciążenie zużycia Goz [daN/mm²]. Wykonano także szereg badań nienormatywnych, które obejmowały wyznaczenie dwóch parametrów umożliwiających dokładniejszą ocenę właściwości smarnościowych olejów. W oparciu o przeprowadzone badania stwierdzono, że heksagonalny azotek boru jest dobrym dodatkiem poprawiającym właściwości smarnościowe. Zarejestrowano poprawę tych właściwości zarówno w przypadku oleju hydraulicznego, jak i przekładniowego, a także baz olejowych. Najlepsze efekty poprawy dla oleju hydraulicznego uzyskano po dodaniu 4% h-BN, natomiast w przypadku bazy olejowej SN-150 było to 2% h-BN. Najlepsze efekty dla oleju przekładniowego oraz bazy olejowej SN-650 uzyskano również po dodaniu 4% h-BN. Wykluczono możliwość stosowania większej ilości h-BN niż 4%. Stwierdzono, że większa zawartość h-BN w oleju wywołuje negatywne skutki (w warunkach testów na aparacie czterokulowym), polegające na obniżeniu wartości ocenianych parametrów smarnościowych.

EN

The paper presents the test results of lubricity properties of Hydrol L-HL 32 hydraulic oil, Mobilube 1 SHC 75w-90 gear oil, and two base oils: SN-150 and SN-650, containing hexagonal boron nitride. To conduct the required tests, a four ball machine was used. This device is commonly used when assessing lubricity properties of oils and greases. The following normative lubricity parameters were defined: the value of welding point Pz [daN], the value of last non-seizing load Pn [daN], the value of seizing at smoothy growing load Pt [daN], as well as the wear limiting capacity load Goz [daN/mm²]. Furthermore, several non-normative tests were completed that covered indication of two parameters making it possible to complete an assessment of lubricity properties of oils. Based on the tests, it was determined that hexagonal boron nitride is a good additive that improves lubricity properties. Improvement in the above properties was recorded both in the case of hydraulic oil and gear oil, as well as oil bases. Relatively better improvement results were obtained in the case of oil bases, where the improvement in the results after using boron nitride, was more visible than in the case of hydraulic and gear oil. The best improvement results for hydraulic oil were obtained after adding 4% h-BN, whereas in the case of the SN-150 oil base, this value was 2% h-BN. The best improvement results for gear oil and SN-650 oil base were also obtained after adding 4% h-BN. The possibility of using the values of h-BN bigger than 4% was excluded. It was determined that bigger content of h-BN in oil generates negative effects (under four ball conditions).