요약:

그래 핀 나노 플라 텔레 (GNP). 이 연구는 핫 롤링 공정을위한 고온 윤활제로서 GNP의 적용을 조사했습니다. 결과는 GNP가 600-700 ° C 사이의 윤활 조건 하에서 마찰을 효과적으로 감소시킬 수 있으며 3 분 이상 최대 50%의 지속적인 감소. 마찰 감소는 800 ° C 및 900 ° C의 고온에서 안정적이었으며, 이는 GNP가 뜨거운 금속 형성 공정에 효과적인 윤활을 제공 할 수 있음을 나타냅니다. 뜨거운 롤링 실험에서 GNP가 롤링 력을 11%줄일 수 있음을 보여주었습니다.4%및 6.각각 795 ° C, 890 ° C 및 960 ° C의 온도에서 9%. 마찰 감소는 문지르는 인터페이스 사이의 쉽게 전단되는 GNP에 기인합니다.

1. 그래 핀 나노 플라 릿 (GNP)은 핫 롤링 공정을위한 윤활제로 어떻게 사용할 수 있습니까??

GNP. 600-700 ° C의 온도에서 마찰을 최대 50% 줄이고 뜨거운 금속 형성 공정에 효과적인 윤활을 제공 할 수 있습니다.

2. 더 높은 온도에서 GNP로 마찰 감소의 안정성은 얼마입니까??

GNP에 대한 마찰 감소는 각각 800 ° C 및 900 ° C의 온도에서 각각 70 초 및 40 초 동안 안정적으로 유지됩니다. 이것은 GNP가 더 높은 온도에서도 효과적인 윤활을 제공 할 수 있음을 나타냅니다.

삼. 핫 롤링 실험에서 롤링 력에 대한 GNP의 영향은 무엇입니까??

GNP는 롤링 력을 11%, 7로 줄일 수 있습니다.4%및 6.각각 795 ° C, 890 ° C 및 960 ° C의 온도에서 9%. 롤링 력의 이러한 감소는 핫 롤링 공정에서 윤활제로서 GNP의 효과를 보여줍니다.

4. GNP로 달성 된 마찰 감소의 메커니즘은 무엇입니까??

GNP에 대한 마찰 감소는 문지름 인터페이스 사이의 쉽게 전단되는 GNP 입자에 기인합니다. GNP의 존재는 더 부드러운 슬라이딩을 허용하고 슬라이딩 대응 물 사이의 저항을 줄여 마찰이 줄어 듭니다.

5. 600 ° C보다 높은 온도에서 그래 핀에 어떤 영향을 미치는지?

600 ° C보다 높은 온도에서 스트립 표면의 잔류 그래 핀은 가스화 될 수 있습니다. 이 가스화 과정은 일반적으로 전통적인 흑연 윤활제와 관련된 흑인 오염을 줄이는 것으로 여겨집니다.

6. 윤활제로서 GNP의 잠재적 응용은 무엇입니까??

GNP는 잠재적으로 핫 롤링 및 뜨거운 금속 형성과 같은 다양한 고온 공정에서 윤활제로 사용할 수 있습니다. 탁월한 마찰 감소 특성은 마모를 줄이고 이러한 프로세스의 효율성을 향상시키는 유망한 후보가됩니다.

7. GNP를 윤활제로 사용하는 장점은 무엇입니까??

윤활유로 GNP를 사용하면 몇 가지 장점이 있습니다. 마찰과 마모를 효과적으로 줄일 수있어 효율성이 향상되고 장비 연장 수명이 향상됩니다. GNP는 또한 검은 색 오염을 줄이는 이점이 있으며, 이는 전통적인 흑연 윤활제의 일반적인 문제입니다.

8. 윤활제로서 GNP의 효과는 어떻게 되었습니까??

윤활유로서의 GNP의 효과는 강철 스트립에 대한 Ball-on-Disc Tribo-Meter 및 Hot Rolling 실험을 사용한 마찰 테스트를 통해 평가되었습니다. 윤활제로서 GNP의 성능을 평가하기 위해 마찰 감소 및 롤링 력에 미치는 영향을 측정하고 분석했습니다.

9. 윤활제로 GNP를 사용하는 제한 사항은 얼마입니까??

윤활제로 GNP를 사용하는 잠재적 한계는 온도 제한입니다. 600 ° C의 온도까지 효과적으로 기능하는 것으로보고되었습니다. 또한, 더 높은 온도에서 잔류 그래 핀의 가스화는 윤활 특성을 잠재적으로 제한 할 수 있습니다.

10. 이 연구의 결과가 산업 공정에 어떤 영향을 줄 수 있습니까??

이 연구의 결과는 산업 공정, 특히 고온 운영과 관련된 산업 공정에 중대한 영향을 미칠 수 있습니다. 윤활제로 GNP를 사용하면 마찰 감소, 롤링 력이 낮고 핫 롤링과 같은 프로세스의 효율성 향상이 발생할 수 있습니다. 또한 검은 색 오염의 감소에 기여할 수있어 청정 연산이 발생할 수 있습니다.

제목 : 그래 핀 및 옥사이드의 나노 스케일 마찰 특성

이 팀은 최근 High Impact Journal의 두 개의 연속 논문에서 결과를 발표했습니다 탄소.

핫 롤링을위한 고온 윤활제로서 그래 핀 나노 플라 릿의 잠재적 적용

그래 핀은 슬라이딩 대응 물의 마찰과 마모를 줄이기위한 유망한 고체 윤활제 인 것으로 나타 났으며 현재 600 ° C 미만으로 만 기능하는 것으로보고되었습니다. 이 연구에서 600 ° C 이상의 윤활제로서의 잠재력은 Ball-on-Disc Tribo-Meter 및 Rolling Mill을 사용하여 연구되었습니다. 마찰 결과, 건식 테스트와 비교할 때 600-700 ° C 사이의 윤활 조건 하에서 그래 핀 나노 플라 릿 (GNP)으로 최대 50% 감소를 얻을 수 있음을 시사합니다. 그리고이 마찰 감소는 3 분 이상 지속될 수 있습니다. 800 및 900 ° C에서, 마찰 감소는 각각 70 및 40 초 동안 안정적이며, 이는 GNP가 뜨거운 금속 형성 공정에 대한 효과적인 윤활을 제공 할 수 있음을 나타냅니다. 강철 스트립에서의 핫 롤링 실험은 GNP가 롤링 력을 11%, 7로 감소 시킨다는 것을 나타냅니다.4%및 6.각각 795, 890 및 960 ° C에서 9%. 이러한 마찰 감소는 문지름 인터페이스 사이의 쉽게 전단되는 GNP에 기인합니다. 600 ° C보다 높은 온도는 스트립 표면의 잔류 그래 핀의 가스화로 이어질 것이며, 이는 전통적인 흑연 윤활제로부터 검은 색 오염을 감소시키는 것으로 여겨집니다.

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참조

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감사의 말

이 작업은 호주 연구위원회 디스커버리 프로젝트 (NO)에 의해 지원되었습니다. DP190103455) 및 연결 프로젝트 (NO. LP160101871). 저자는 고맙게도 MR의 도움을 인정합니다. 라만 매핑 분석을 수행하기 위해 Tsinghua University의 Maosheng Chai.

작가 정보

저자와 제휴

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  2. 기계, 재료, 메카 트로닉 및 생물 의학 공학, 공학 및 정보 과학부, Wollongong University, Northfields Avenue, Wollongong, NSW, 2522, Australia Long Wang, Anh Kiet Tieu, Jiaqing Li & Hongtao Zhu
  3. 중국 Ming MA, 베이징, 칭 후아 대학교 기계 공학과, 트레 우학의 주요 실험실
  4. Shaanxi Science and Technology 대학교 자료 과학 및 공학 학교 XI’710021, China Guojuan Hai
  1. 롱 왕

제목 : 그래 핀 및 옥사이드의 나노 스케일 마찰 특성

에너지 부 (DOE) OSTI의 문서에 액세스하고 있습니다.정부. 이 사이트는 DOE의 과학 기술 정보 사무소 (OSTI)의 산물이며 공공 서비스로 제공됩니다.

에너지 과학 및 기술에서 추가 정보 자원을 활용하려면 OSTI를 방문하십시오.

추상적인

고체 및 액체 윤활제의 사용을 통해 마이크로/나노 스케일에서 수퍼 로우 마찰 및 마모를 달성하면 MEMS (Micro-Electro Mechanical Systems)를 포함한 다양한 미세 기계 시스템에서 우수한 성능과 오래 지속되는 작업을 허용 할 수 있습니다. 이전의 연구에 따르면 고도로 정렬 된 pyrolitic 흑연 (HOPG)과 같은 기존의 고체 윤활제는 마이크로/매크로 스케일에서 습한 환경에서만 낮은 마찰을 줄 수 있음을 나타냅니다. 그러나 Hopg는 실용적인 마이크로 스케일 응용 프로그램에 적합하지 않습니다. 여기서, 우리는 이러한 응용 분야의 잠재적 인 고체 윤활제로서 다층 그래 핀 필름의 나노 스케일 마찰 특성을 탐색했습니다. AFM (Atomic Force Microscopy) 측정은 고순도 다층 그래 핀 (7-9 층)의 경우, 대응 AFM 팁 재료에 관계없이 HOPG를 사용하여 달성 할 수있는 것보다 마찰력이 상당히 낮다는 것을 밝혀 냈습니다. 우리는 다층 그래 핀의 품질과 순도가 측면 힘을 감소시키는 데 중요한 역할을하는 반면, 그래 핀의 산화는 마찰 값을 크게 증가 시킨다는 것을 보여 주었다. 또한, 처음으로, 우리는 이산화 실리콘에서 CVD 성장 단일 층 그래 핀에 대한 초저 마찰을 달성 할 가능성을 보여 주었다. 이는 증착 공정이 기질에 대한 더 강한 접착력을 보장하므로 이전에보고 된 기계적 각질 제거 모어보다 우수한 재물학적 성능을 가능하게합니다 » 프로세스. « 더 적은

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인용 형식

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Berman, Diana, Erdemir, Ali, Zinovev, Alexander V., & Sumant, Anirudha v.. 그래 핀 및 옥사이드의 나노 스케일 마찰 특성. 미국. https : // doi.org/10.1016/j.다이아몬드.2014.10.012

Berman, Diana, Erdemir, Ali, Zinovev, Alexander V., 및 Sumant, Anirudha v.. 2015. “그래 핀 및 옥사이드의 나노 스케일 마찰 특성”. 미국. https : // doi.org/10.1016/j.다이아몬드.2014.10.012. https : // www.오스티.Gov/servlets/purl/1357601.

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다결정 그래 핀의 입자 크기 및 하이드 록실-가로 의존성 트리틀 론
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그래 핀으로 코팅 된 미세권에 의해 가능성이 높은 높은 접촉 압력 하의 강력한 미세한 초강력
저널, 2017 년 2 월

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강철 기판에서 GO 코팅의 트리 컬트 성능의 멀티 스케일 수치 및 실험 분석
저널, 2019 년 12 월

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정전기 자체 조립을 통해 준비된 그래 핀 나노 플레이트 강화 구리 매트릭스 복합재의 마모 및 부식 거동
저널, 2019 년 2 월

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트리 컬트 특성을 향상시키기위한 식물성 오일의 추가
저널, 2019 년 6 월

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뼈 임플란트를위한 저온 혈장 용접에 의한 3D 다공성 그래 핀
저널, 2016 년 8 월

  • 차크라 바티, 디바 엔드; Tiwary, Chandra Sekhar; Woellner, Cristano f.
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나노 스케일 마찰에 대한 수직 진동의 영향 : 분자 역학 시뮬레이션 연구
저널, 2018 년 3 월

  • 청, 양; Zhu, Pengzhe; Li, rui
  • 결정, vol. 8, 이슈 3
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Tribology and Lubrication에서 그래 핀 유도체 및 이들의 나노 복합체의 적용 : 검토
저널, 2019 년 1 월

  • 태양, 지안 린; DU, Shaonan
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  • https : // doi.org/10.1039/C9RA05679C

Casimir 마찰의 현실
저널, 2016 년 4 월

  • 밀턴, 킴볼; Høye, Johan; Brevik, Iver
  • 대칭, vol. 8, 이슈 5
  • https : // doi.org/10.3390/sym8050029

Casimir 마찰의 현실
텍스트, 2015 년 1 월

  • 밀턴, k. ㅏ.; Høye, j. 에스.; Brevik, i.
  • arxiv
  • https : // doi.org/10.48550/arxiv.1508.00626

오스티에서 비슷한 기록.정부 컬렉션 :

CVD 단일 레이어 MOS의 나노 스케일 마찰2 제어 된 결함 형성으로

저널 기사 최, 최소; Belianinov, Alex; Pawlicki, 앨리슨; . – 표면과 인터페이스

그래 핀, 몰리브덴 이황화와 같은 2 차원 (2D) 층 층상 나노 물질 (MOS2), 또는 텅스텐 이황화는 우수한 기계적 특성과 낮은 마찰로 인해 고체 윤활 영역에서 유망한 솔루션을 제공합니다. 그러나 결함은 마찰에 영향을 미치고 우수한 재물학적 특성을 줄일 수 있습니다. 따라서, 2D 나노 물질의 슬라이딩 거동에 대한 결함의 영향을 이해하는 것이 중요합니다. 이 연구에서, 결함, 입자 경계 및 원자 규모 구조 결함의 마찰 효과는 화학 증기 증착 (CVD) 성장 단일 층 MO에 대해 탐구되었다2. 선택적 패터닝 모어 » MOS 로의 결함2 다양한 이온 복용량을 갖는 헬륨 이온의 제어 된 조사를 통해 달성되었습니다. MOS의 마찰2 마찰력 현미경 (FFM)에 의해 특징 지워졌으며 마찰은 헬륨 이온 조사에 의해 제어되는 결함 형성에 의존한다는 것이 밝혀졌다. 이 접근법은 표면 지형, 결함 및 마찰 사이의 상관 관계를 제공합니다. MOS의 상대 마찰 이해2 다른 수준의 결함이있는 경우 단일 층 MOS의 Tribological 특성을 연구하는 데 기초가 있습니다2 나노 스케일과 거시 스케일에서. « 더 적은

  • https : // doi.org/10.1016/j.서핀.2021.101437
  • 전체 텍스트 사용 가능

TIC/A-C : H 나노 복합체 코팅에서 쿨롱 마찰 법칙의 고장

저널 기사 Pei, y; Huizenga, p; 갈비, D- 응용 물리학 저널

고급 TIC/A-C : H 나노 복합체 코팅은 폐쇄 필드 불균형 마그네트론 스퍼터링 시스템 (Hauzer HTC-1000 또는 HTC 1200)에서 반응성 증착을 통해 생성되었습니다. 이 논문에서, 우리는 TIC/A-C : H Nanocomposite 코팅의 Tribological Behavior에 대해보고합니다. 초경량 마찰이 우수한 내마모성으로 조정되는 경우, 두 가지 특성은 종종 동시에 달성하기가 어렵습니다. Tribotests는 실온 구성으로 실온에서 수행되었습니다. 나노 미터 스케일에서 볼의 마모 높이와 함께 코팅 디스크의 마모 깊이의 현장 모니터링 » 볼 표면. 놀라운 발견은 TIC/A-C : H 나노 복합 코팅에서 쿨롱 마찰 법칙의 고장입니다. 또한, TIC/A-C : H 나노 복합체 코팅의 마찰 계수는 상대 습도가 감소함에 따라 감소합니다. 10 m/n m (랩 당) 수준에서 코팅 디스크의 우수한 내마모성은 수퍼 로우 마찰 및 높은 인성의 상태 하에서 달성되었다.g., 2 nm) 및 나노 입자의 치수에 비해 넓은 매트릭스 분리. « 더 적은

단일 기업 접촉 사이의 확산-매개 마찰에 대한 원자 적 관찰

저널 기사 그는 양; 그녀, Dingshun; Liu, Zhenyu; . – 자연 재료

마찰이 거의 사라지는 슬라이딩 체제 인 초기성은 미세/나노 전자 기계 시스템 (MEMS/NEMS)을 제조하기위한 막대한 영향으로 인해 원자력 현미경 (AFM) 및 분자 역학 (MD) 시뮬레이션의 출현으로 잘 문서화되어 있습니다. 그럼에도 불구하고, 초조한 행동에 대한 원자주의 메커니즘은 여전히 ​​마찰 과정에서 원자 해상도에서의 인터페이스의 직접적인 관찰 부족으로 인해 여전히 애매합니다. 여기에서 AFM과 결합 된 현장 고해상도 전송 전자 현미경 (HRTEM)을 사용하여, 우리는 슬라이딩 제도, 슈퍼 러브 리티를 보여주는 무한 정상 힘의 두 금속성 대구 사이의 느슨하게 포장 된 계면 계면의 확산-매개 형성을보고합니다 » 초저 마찰력과 연속 슬라이딩. 대조적으로, 느슨하게 포장 된 계면 계층은 초고성과 함께 사라져 전형적인 스틱 슬립 마찰로 이어집니다. 또한, 현장 TEM 관찰 및 MD 시뮬레이션은 원자 확산에서 원자 마찰에서 연주하는 중요한 역할을 보여주고, 초기의 기본 메커니즘에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. « 더 적은

  • https : // doi.org/10.1038/S41563-021-01091-3
  • 전체 텍스트 사용 가능

중합체 지원 불연속 그래 핀 다층 코팅에 기초한 변형 센서

저널 기사 카로테 누토, g. ; Schiavo, l. ; 로미오, v. ; . – AIP 회의 절차

폴리머 표면의 변형에 그래 핀이 편리하게 사용될 수 있습니다. 그래 핀 거대 분자는 가시 광선 및 전기 전도성에 완벽하게 투명하며, 결과적으로 이들 두 특성은 얇은 그래 핀 층으로 표면 코팅에 의해 중합체 기판에 동시에 제공 될 수있다. 또한, 이러한 코팅 공정은 물비, 높은 표면 경도, 저속, 자체 윤활, 가스 배리어 특성 및 기타 여러 기능의 기질을 제공합니다. 폴리올레핀은 비극성 특성을 가지므로 그래 핀이 표면에 강하게 붙어 있습니다. 나노-결정질 흑연은 일부 화학 공정에서 그래 핀 전구체로서 사용될 수있다 (E.g., Hummer 방법에 의한 흑연 산화물 합성), 또한 Bemore Can Can » 폴리올레핀 기질의 표면에 직접 적용 (E.g., 폴리에틸렌) 얇은 그래 핀 다층으로 덮는 것. 특히, 나노 결정질 흑연은 전단 및 마찰력의 조합 및 생성 된 그래 핀 단일 층의 조합에 따라 완벽하게 각질을 제거한다. 이러한 중합체 물질은 ITO (Indium-Tin 산화물) 대체물 및 다른 전자 장치의 제조에 사용될 수 있습니다. 여기서 그래 핀 다층에 의해 코팅 된 저밀도 폴리에틸렌 필름을 기반으로하는 투명성 저항성 변형 센서의 제조가 설명된다. 이러한 장치는 매우 합리적이며 가역적이고 재현 가능한 행동을 보여줍니다. « 더 적은

다이아몬드 및 DLC 코팅의 우수한 내마모성

저널 기사 Erdemir, 알리; Martin, Jean- 고형 상태 및 재료 과학에 대한 현재 의견

가장 잘 알려진 재료로서, 다이아몬드와 그 코팅은 극단적 인 트리 믹스 조건과 관련된 엄격한 응용 분야에 대해 계속해서 큰 관심을 끌고 있습니다. 마찬가지로, 다이아몬드 유사 탄소 (DLC, 특히 정각 비정질 탄소, TA-C) 코팅도 효율성, 성능 및 신뢰성이 매우 중요하는 수많은 산업 응용 분야에 대한 높은 수준의 관심을 유지했습니다. 또한, 다이아몬드 및 TA-C 코팅의 강력한 공유 결합 또는 SP 3- 하이브리 다이 지에는 높은 기계적 경도, 강성, 화학적 및 열 안정성을 보장하여 고속, 하중 및 온도를 포함하는 가혹한 편물 조건에 적합합니다. 특히, 다이아몬드와 TA-C 표면의 독특한 화학적 및 기계적 특성 » 비정상적인 마찰과 마모 행동에서 중요한 역할. 다른 모든 트리 보트 재료와 마찬가지로, 다이아몬드 및 TA-C 코팅은 슬라이딩 중에 주변 환경의 화학 종과 강력하게 상호 작용하여 화학적으로 수동적 인 상단 표면층을 생성하여 궁극적으로 마찰과 마모 정도를 결정합니다. 두꺼운 미세 결정된 다이아몬드 필름은 툴링 애플리케이션에 가장 선호되는 반면, 더 얇은 나노/울트라 노아-크라이언트 알린 다이아몬드 필름은 나노 (NEM)에서 마이크로 (MEMS 및 AFM 팁)에 이르기까지 기계적인 장치에 적합합니다. TA-C 코팅은 최근에 다양한 자동차 응용 프로그램에 필수 불가결하게되었으며, 특히 아시아 시장에서 태펫, 피스톤 핀, 링 및 다양한 기어 및 베어링에서 매우 많은 양으로 사용됩니다. 이 논문은 가혹한 재물학적 조건 하에서 특별한 부족 학적 성능에 핵심적인 마찰 및 마모 메커니즘에 특별히 강조된 Super-Hard Diamond 및 DLC (TA-C) 필름의 최근 개발에 대한 포괄적 인 개요를 제공하기위한 것입니다. 마지막으로, 최근 연구 결과를 바탕 으로이 논문은 또한 Tribology 및 기타 까다로운 산업 응용 분야의 이러한 영화에 대한 앞으로의 것이 무엇인지 강조하려고 시도 할 것입니다. « 더 적은

57에 의해 인용되었습니다

  • https : // doi.org/10.1016/j.cossms.2018.11.003
  • 전체 텍스트 사용 가능

그래 핀 기반 고체 윤활제는 마찰과 마모를 줄입니다

아연 그라피아

West Lafayette, Ind. -연구원들은 공기 압축기에서 미사일 시스템에 이르기까지 다양한 응용 분야에서 발견되는 극한 조건에서 마찰을 줄이고 마모하는 것으로 나타난 새로운 유형의 비 액체 윤활제를 만들었습니다.

새로운 액체가없는 복합재는 그래 핀, 아연 산화 아연 및 중합체 폴리 비닐 리덴 디 플루오 라이드라는 재료의 슬러리로 만들어집니다. 그래 핀은 윤활을 포함하여 많은 잠재적 기술 응용 프로그램을 갖는 매우 얇은 탄소 층입니다.

“그것은 우수한 열전도율, 고강도를 가지며 초강력 마찰을 제공합니다,” Purdue University의 화학 공학 부교수 Vilas Pol은.

팀이 개발 한 나노 크기 아연산화물 입자는 윤활제가 금속 표면에 달라 붙을 수있게하고 중합체는 전체 혼합물에 결합한다고 화학 공학 대학원생 인 Arthur Dysart는 말했다.

공기 압축기, 식품 산업에 사용되는 장비, 우주 차량, 기어 및 체인 메커니즘, 고온 환경, 미사일 시스템, 고속 프린터, 윈치, 크레인 및 군용 차량의 유압 모터, 고급 차량 및 구내 파쇄기 및 드릴링 리그와 같은 응용 분야에 고체 윤활유가 필요합니다.

“기계적 실패의 기본 원인은 마찰과 마모이므로 이러한 요소를 줄이면 많은 기계 시스템의 성능과 수명이 향상됩니다,” Farshid Sadeghi, Purdue’S Cummins는 기계 공학 교수. “최근의 발전에도 불구하고, 액체 윤활제는 진공 환경과 같은 고온 또는 저압의 상황에서는 사용할 수 없으므로 건조한 고체 윤활제는 극한의 운영 환경에서 액체 대응 물에 대한 실용적인 대안입니다.”

아연 그래픽

스캐닝 전자 현미경 및 에너지 분산 X- 선 분광법을 사용하여 촬영 한이 이미지는 Purdue University의 연구원이 개발 한 새로운 유형의 비 액체 윤활제 내에서 아연 입자를 보여줍니다. (Purdue University Image/Arthur Dysart) 다운로드 이미지

연구원들은 새로운 윤활제로 코팅 된 스테인레스 스틸 표면을 테스트했습니다.

“최악의 시나리오에서 테스트했습니다,” 기계 공학 대학원생 압둘라 a. 알라자미.

결과는 7 월 11 일에 IN Journal Carbon에 출판 된 연구 논문에 자세히 설명되어 있습니다.

“이 접착제 코팅의 내구성과 탄력성은 고 부하 베어링 애플리케이션을위한 건식 윤활제로서의 예외적 인 잠재력을 시사합니다,” 폴이 말했다.

연구원들은 복합 윤활유가 마찰을 크게 향상시키고 마모 감소를하는 필름을 설정한다는 것을 발견했습니다. 마모 흉터의 라만 분광 분석은 접촉 표면 에서이 지속적인 보호 필름을 밝혀 냈습니다.

종이의 전체 목록’S 공동 저자는 초록에서 제공됩니다.

연구가 진행 중이며 향후 작업은 산업 파트너와 함께 계획됩니다. 연구원들은 Purdue Research Foundation을 통해 특허를 신청했습니다’S 기술 상용 사무소.

Farshid Sadeghi, 765-494-5719, [이메일 보호]

추상적인

강철 표면의 새로운 3 차 건식 고체 윤활제는 높은 하중 조건에서 상당한 마찰과 마모를 줄입니다

압둘라 a. Alazemi A, 1, Arthur d. Dysart B, 1, Steven J. Shaffer C, Vilas g. Pol B, *, Lars-Erik Stacke D, Farshid Sadeghi A, **

Purdue University, West Lafayette, Indiana 47907, 미국, B Bruker Nano Surfaces Division, 캘리포니아 산호세, Purdue University의 Davidson School of Chemical Engineering School, Purdue University의 기계 공학 학교., D SKF Digital Business Technology, Göteborg, 스웨덴

새로운 그래 핀-잉크 산화물 복합 필름은 극심한 하중 조건에서 마찰 및 마모 감소를위한 고체 윤활제로 만들어지고 연구됩니다. 액체가없는 복합재는 스테인리스 스틸 기판에 스핀 코팅 된 그래 핀, 산화 아연 및 폴리 비닐 리덴 디 플루오 라이드의 슬러리로 만들어집니다. 강화 된 Tribological 성능은 접촉 압력을 가진 Ball-on-Disk Tribometer를 사용하여 주변 조건에서 측정되었습니다.02 GPA 및 슬라이딩 거리 최대 450m. 그래 핀이 풍부한 윤활제는 상당한 마찰과 마모 감소를 보여줍니다 (CA. 비 방사되지 않은 슬라이딩과 비교하여 90%). 복합 필름은 15N 정상 하중 및 450m 슬라이딩 거리를 포함하여 극한의 작동 조건에서 윤활 효과를 유지할 수 있습니다. Tribological Testing, 형성된 마모 흉터의 광학 및 분광 분석 후 볼과 디스크 표면에 지속적인 보호 필름이 나타납니다. 이 그래 핀이 풍부한 복합재의 우수한 부두 학적 성능은 산화 아연으로부터의 접착 효과에 기인한다 : 아연은 그래 핀을 접촉 인터페이스에 부착하여 높은 접촉 압력 하에서 개선 된 재물학적 성능을 유지한다. 이 접착제 코팅의 내구성과 탄력성은 고 부하 베어링 애플리케이션을위한 건식 윤활제로서의 예외적 인 잠재력을 시사합니다.

Purdue University가 제공하는 자료

그래 핀 층은 슬라이딩 강철 표면의 마모 및 마찰을 크게 줄입니다

그래 핀 층은 슬라이딩 강철 표면의 마모 및 마찰을 크게 줄입니다

(물리.org) – 때로는 큰 차이를 만들기 위해 매우 적은 양의 재료입니다. Argonne National Laboratory의 과학자들은 최근 슬라이딩 강철 표면에 석유 기반 윤활제로 1 개 원자 두께의 그래 핀 층을 대체 할 수 있음을 발견했습니다.

Argonne Materials 과학자 Anirudha Sumant와 Ali Erdemir가 이끄는 새로운 연구는 그래 핀이 마모 속도와 강철의 마찰 계수 (COF)를 크게 줄일 수 있음을 보여주었습니다. 마찰과 마모의 현저한 감소는 그래 핀의 낮은 전단 및 고도로 보호 특성에 기인하며, 이는 슬라이딩 접촉 인터페이스에 존재할 때 강철 표면의 산화를 방지합니다.

스테인레스 스틸 볼 베어링은 테이블 팬에서 거대한 풍력 터빈에 이르기까지 많은 움직이는 기계 기계의 필수 부분을 형성합니다.

Sumant는 “마찰과 마모로 인해 이러한 움직이는 기계 시스템에서 에너지 및 재료 손실을 줄이는 것은 우리 시대의 가장 큰 엔지니어링 과제 중 하나”라고 말했다.

현재의 윤활제는 환경 적으로 비 우호적 인 첨가제를 사용하여 마찰을 줄이고 마모되거나 경우에 따라 몰리브덴 이황화 또는 붕산과 같은 고체 윤활제. 유성 윤활제는 일관되게 다시 적용되어 추가 폐기물을 생성해야합니다. 견고한 윤활유 코팅을 적용하는 비용은 다소 높고 유한 한 두께로 인해 오래 지속되지 않으며 비용으로 다시 적용되어야합니다.

반면, 그래 핀 플레이크로 만든 코팅은 환경에 해롭지 않으며 초기 마모 사이클 동안 스스로를 재활용 할 수있는 플레이크의 능력으로 인해 상당한 시간을 지속 할 수 있으며 슬라이딩 중에 낮은 COF를 제공합니다.

Sumant와 Erdemir는 새로운 재료가 제공하는 마찰에 대한 에너지 손실 감소가 2의 잠재적 에너지 절약을 생성 할 것이라고 추정했습니다.연간 460 억 킬로와트시, 420,000 배럴의 석유에 해당합니다.

“그래 핀 코팅을 적용하거나 다시 적용하려면 관심 표면에 소량의 솔루션을 뿌리는 것 외에는 다른 처리 단계가 필요하지 않아이 프로세스가 간단하고 비용 효율적이며 환경 친화적으로 만들어줍니다.

Sumant는“1 개의 원자 두께 자료가 더 큰 규모로 속성에 어떤 영향을 미치는지 보는 것은 흥미 롭습니다. “나는 그래 핀이 자동차 산업에서 견고한 윤활제로서 잠재력을 가지고 있으며 일단 완전히 개발되면 엄청난 에너지 절약을 초래할 수있는 많은 기계적 응용 분야에 긍정적 인 영향을 줄 수 있다고 생각합니다.”

Sumant는 Argonne의 CNM과 관련이 있으며 Erdemir는 Argonne ‘s Energy Systems Division에서 일합니다. 자금은 Argonne의 실험실 지향 연구 및 개발 사무소에서 나왔습니다.

이 팀은 최근 High Impact Journal의 두 개의 연속 논문에서 결과를 발표했습니다 탄소.

추가 정보: 디. Berman, a. Erdemir, a.V. SUMANT : 슬라이딩 강철 표면의 마모 및 마찰을 줄이기위한 층 그래 핀이 거의 없음. 탄소, 54, 454-459 (2013)

디. Berman, a. Erdemir, a.V. SUMANT : 건조 질소의 슬라이딩 강철 표면의 그래 핀 층에 의해 가능한 마모 및 마찰 감소, 탄소, 언론에서. www.과학.com/science/… II/S0008622313002108

저널 정보 : 탄소

소환: 그래 핀 층은 슬라이딩 강철 표면의 마모 및 마찰 (2013, 4 월 26 일)에서 https : // phys에서 검색 함.Org/News/2013-04-04 그래피네 레이어 마법-스틸 서핑.HTML

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