Aktywność przeciwzużyciowa wybranych dodatków mezogennych oraz jej wpływ na mikrostrukturę powierzchni tarcia

• Autorzy: Molenda, J. , Makowska, M.

Warianty tytułu

EN

Antiwear activity of the selected mesogenic additives and its influence on the microstructure of friction surface

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł dotyczy oceny właściwości przeciwzużyciowych kompozycji smarowych zawierających dodatki mezogenne z grupy estrów fenylowych kwasu 4-trans-butylocykloheksano-karboksylowego, wpływających na mikrostrukturę powierzchni tarcia, którą badano za pomocą profilometrii oraz mikroskopii sił atomowych. Podczas badań w węźle tarcia typu kula-tarcza, wykonanym ze stali ŁH 15, zbadano wpływ kompozycji smarowych na bazie n-heksadekanu, zawierających dodatki mezogenne w zakresie stężeń od 0,1% do 1,5% m/m na wielkość zużycia elementów węzła tarcia, mierzoną średnicą skazy. Testy zrealizowano zarówno w temperaturze pokojowej, jak również w temperaturach przejść fazowych, określonych przez producenta dla poszczególnych dodatków mezogennych. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla większości dodatków najkorzystniejszy efekt redukcji zużycia występuje w przypadku kompozycji zawierających 0,5% m/m dodatku w n-heksadekanie, powodując redukcję zużycia na poziomie 40% w odniesieniu do zużycia elementu smarowanego n-heksadekanem. Ponadto stwierdzono, że w temperaturach sprzyjających nematycznemu zorientowaniu molekuł substancji mezogennej nie występuje istotne podwyższenie efektywności przeciwzużyciowej badanych kompozycji. W tych temperaturach obserwowano redukcję zużycia w zakresie 10-26%. Na podstawie badań techniką mikroskopii sił atomowych zidentyfikowano, odkładające się na roboczych powierzchniach tarcia, warstwy produktów o grubościach średnio 80-100 nm, które przeciwdziałają zużywaniu się materiału konstrukcyjnego.

EN

This paper describes antiwear properties of the lubricants containing mesogenic additives (phenyl esters of 4-trans-butylcyclohexanoic acid) which influence on the microstructure of friction surface. The additives were applied at a concentration of 0,1-1,5% by weight in n-hexadecane. Tribological experiments were performed by means of ball-on-disk machine at ambient and elevated temperatures (phase transition temperatures). On the basis of the results obtained at ambient temperature it has been found that the mesogenic additives cause reduction of the ball wear by about 40% in comparison with pure n-hexadecane. Whereas at temperatures related to transition of the mesogens to nematic state the used additives were less effective. The investigated mesogens can be used as the effective antiwear additives which form protective boundary layers (thickness of 80-100 nm) mainly as a result of tribochemical conversions.

Słowa kluczowe

PL

dodatki przeciwzużyciowe; dodatki mezogenne; mikrostruktura powierzchni

EN

antiwear additives; mesogenic additives; surface microstructure

• Czasopismo: Tribologia
• Rocznik: 2006
• Tom: nr 2
• Strony: 179-193
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Molenda, J.

autor

Makowska, M.

• Instytut Technologii Eksploatacji - Państwowy Instytut Badawczy, ul. Pułaskiego 6/10, 26-600 Radom

Bibliografia

• 1. Kimura Y.: Active control of friction with liquid crystal lubricant. Proc. of VIIth International Symposium Intertribo'99, Stara Leśna, Slovak Republic, 1999, 15-24.
• 2. Vekteris V.: Effectiveness of liquid crystal admixtures in the lubricating oil for a multi-operational machine. Lubr. Eng., 1995, 51, 10, 851.
• 3. Wu Y., Dong Y., Qiu X.: Advances in liquid crystal lubrication. Progress in Chemistry, 2001, 13, 5, 343-350.
• 4. Sułek W., Wasilewski T.: Zastosowanie cholesterycznych ciekłych kryształów jako dodatków do substancji smarowych. Tribologia, 2001, 4, 797-819.
• 5. Bermudez M.D., Nicolas G.M., Carrion-Vilches F.: Tribological properties of liguid crystals as lubricant additives. Wear, 1997, 212, 188-194.
• 6. Sułek W., Wasilewski T.: Właściwości tribologiczne estrów sorbitanu stosowanych jako dodatki do substancji smarowych. Tribologia, 2001, 3, 447-461.
• 7. Nakano K.: Molecular orientation and viscosity of liquid crystal boundary film. Proc. of International Tribology Conference, Nagasaki, 2000, 245.
• 8. Mori S., Igari T., Nanao H.: Effect of molecular orientation on microtribological properties of organic thin films. Proc. of Int. Trib. Conf., Nagasaki, 2000, 80.
• 9. Yao J., Wang Q., Xu Z., Yin J., Wen S.: The tribological performance of nematic liquid crystal 4-n-pentyl-4'-cyanobiphenyl (5CB) as a lubricant additive. Lubr. Eng., 2000, 56, 6, 21.
• 10. Molenda J., Makowska M.: Tribochemical behaviour of the selected mesogenic additive in n-hexadecane. Tribology Letters, 2006, 21, 1, 38-44.