Študija adsorpcije mazalnih sredstev na prevlekah iz diamantu podobnega ogljika (DLC) z uporabo nevtronske reflektometrije - Taiho Kogyo Research Foundation, Japan

Trajanje projekta

2010 - 2012

Kategorija projekta

mednarodni

Kontakt

prof. dr. Mitjan Kalin

Partnerji

  • Doshisha University (Japonska)

Prevleke iz diamantu podobnega ogljika (Diamond-Like Carbon, DLC) so se izkazale za eno najbolj obetavnih vrst prevlek za zaščito površin v triboloških kontaktih. Projekt na podlagi nevteronske reflektometrije, mikroskopa na atomsko silo in realnih triboloških testov obravnava problem adsorpcije olj in aditivov (alkoholi, karboksilne kisline) na različnih DLC prevlekah ter vpliv kemične sestave in strukture olj ter aditivov na adsorpcijo in mazalne lastnosti prevlek.

Prevleke iz diamantu podobnega ogljika (DLC) odlikujejo nizko trenje, dobre protiobrabne lastnosti in zaščita pred adhezijo, zato se zanimanje zanje in njihova uporaba v zadnjem desetletju dramatično povečujeta. Kljub vsemu pa je o mehanizmih mazanja ter o vplivu olj in aditivov na mehanizme mazanja DLC prevlek le malo znanega. Velja prepričanje, da se problem mazanja DLC prevlek pojavlja zaradi njihove nereaktivnosti, saj domnevna inertnost omejuje in včasih celo onemogočena reakcije z obstoječimi mazivi in aditivi v pogojih mejnega mazanja. Projekt na povsem molekularni ravni obravnava problem adsorpcije baznih olj in aditivov (z aktivnimi funkcionalnimi skupinami: alkoholi, karboksilne kisline) na različnih DLC prevlekah. Projekt se opira na raziskave z uporabo nevtronske reflektometrije, mikroskopa na atomsko silo (AFM) in realnih triboloških testov. Z nevtronsko reflektometrijo lahko zaznavamo prisotnost adsorpcije molekul olja in/ali aditiva ter ugotavljamo debelino adsorbirane plasti. AFM študije adsorpcije pa preverjajo in dodatno pojasnjujejo ugotovitve, ki jih razkriva nevtronska reflektometrija. Prav tako podajajo tudi druge pomembne učinke, kot sta jakost adsorpcije, zasedenost adsorpcijskih mest itd. Rezultati omenjenih "ex-situ" metod se primerjajo z "in-situ" rezultati triboloških testov pri dinamičnih  pogojih. Tako lahko s pomočjo modernih visoko-tehnoloških metod na makro- in nano-nivoju ugotavljamo mazalne mehanizme, s čimer dobimo zanesljiv adsorpcijski model mejnega mazanja DLC prevlek.