Studium chování detonovaného nanodiamantu dispergovaného v mazivech

Abstract

V současnosti se hledají a testují nové typy pevných přísad, kterými by bylo možné vytvořit mazací prostředek s minimálním třením, tepelně odolný, s částicemi dobře dispergovanými v olejích, sedimentačně stabilní, podporující snížení emisí, zlepšující záběhové vlastnosti a s co nejmenší koncentrací pevných látek. Jedním z možných řešení se ukázaly právě detonované nanodiamanty (DND). Částice v nanometrech, s velmi dobrými fyzikálními a chemickými vlastnostmi, velkou tvrdostí a odolností. Mezi hlavní výhody oproti ostatnímu typu pevných přísad patří např. účinnost při nízkých koncentracích, kompatibilita s různými typy olejů nebo ekologická bezpečnost (uhlíková přísada, na rozdíl od kovových). Cílem testování bylo zkoumání vlivu nanodiamantů na tření v elastohydrodynamicky mazaném kontaktu. Na tribologických zařízeních, 3D optickém profilometru a mikroskopu došlo k hodnocení a srovnání těchto pevných přísad se samotným olejem. Důležité bylo chování nanočástic v kontaktu a jejich následný vliv na tření. K optickému pozorování se využil EHD optický tribometr, což je zařízení k experimentálnímu studiu tenkých mazacích filmů, ke stanovení opotřebení dále profilometr a mikroskop. K určení závislost součinitele tření na čase (COF) je pak k dispozici zařízení Mini Traction Machine.

Currently tribological laboratories are looking for a new type of solid ingredients, to create a lubricating composition with minimal friction, heat resistant, with particles well dispersed in oils, sedimentation stable, improving the running properties and to minimize the concentration of solids. Nanodiamonds (DND) could exhibit the possible solution. These particles (in nanometers size) have very good physical and chemical properties, high hardness and resistance. The main advantages are effectiveness at low concentrations, compatibility with various types of oils or environmental safety (carbon additive, unlike metal) in a comparison with other types of additives. However, it is necessary to study these ingredients. The aim of research was to examine the influence of diamond nanoparticles on friction in a lubricated contact (elastohydrodynamic mode). Using tribological equipment, 3D optical profilometer and a microscope, we compared and evaluated using oil with diamond nanoparticles as well as without them. The research focused on the behavior of nanoparticles in contact and the effect they have on friction. To assess these properties of nanodiamonds, EHD optical tribometer was used (this is a device designed for the study of thin lubricating films). 3D optical profilometer and a microscope to assess the wear. And to determine the relationship between the coefficient of friction (COF) and time, Mini Traction Machine was used.