Uporaba MoS₂ nanodelcev kot aditivov v mazivih in tornih materialih

Trajanje projekta

2009 - 2012

Kategorija projekta

SLO

Kontakt

prof. dr. Mitjan Kalin

Partnerji

  • Institut "Jožef Stefan" (Slovenija)
  • Universite Blaise Pascal (Francija)
  • Weizmann Institute of Science (Izrael)

Inovativen fizikalni princip mazanja z uporabo MoS₂ nanodelcev kot aditivov olju. Z uporabo teh nanodelcev bi preprečili povečanje trenja in obrabe ob predvideni opustitvi dosedanjih učinkovitih aditivov zaradi vse strožjih okoljskih predpisov. Zaradi fizikalnega principa delovanja bo mogoča aplikacija za širok spekter materialov (jeklo, DLC…) in ob zmanjšanju okoljske obremenitve (emisij).

Zaradi vse strožjih okoljskih predpisov bo potrebno opustiti dosedanje najučinkovitejše aditive v mazivih (na osnovi S, Pb, Zn), zaradi česar bi lahko brez ustrezne rešitve prišlo do drastičnega povečanja trenja in obrabe v nekaterih tehniških sistemih. Kot ena izmed možnih alternativnih rešitev se pojavljajo nanodelci kot dodatki mazivom, kar je tudi predmet raziskave tega projekta. V njem se ukvarjamo s sistematično analizo in pojasnjevanjem temeljnih triboloških mehanizmov mejnega mazanja z MoS₂ nanocevkami, ter določevanjem vplivnih parametrov. Pri projektu sodelujemo s skupino za fiziko trdne snovi na Inštitutu Jožef Stefan, kjer potekajo sinteza ter karakterizacija nanodelcev in določitev fizikalnih in kemijskih lastnostih novih hibridnih MoS₂ nanodelcev (»mama«-cevk). Pričakujemo, da bomo na osnovi teh rezultatov pridobili ustrezno temeljno znanje o mehanizmih in lastnostih nanodelcev in mejnega mazanja, s čimer bo možno formulirati olje z aditivi na osnovi nanodelcev, ki bo imelo doslej najboljše tribološke lastnosti za različne prilagojene aplikacije in bo zaradi fizikalnega principa mazanja neodvisno od tribo-kemijskih interakcij s površinami (torej tako za jeklo kot npr. za DLC prevleke), zato bo možno doseči ustrezno mazanje tudi z inertnimi površinami (npr. DLC prevlekami), hkrati pa ne bo povečevalo okoljske obremenitve (emisij). Za primerjavo delovanja in razločevanja mazalnih mehanizmov uporabljamo tudi analize v nemazanih (»suhih«) triboloških pogojih, za kar nanodelce vključujemo v polimerno matrico in izdelujemo »samo-mazalne« polimerne kompozite, kjer so nekateri nanodelci že pokazali dobre tribološke rezultate.
Uporabljen fizikalni princip mazanja z nanodelci je povsem inovativen pri mazanju z oljem, še posebej kemijsko inertnih površin. Omogočil bo skokovit napredek na področju mazanja zaščitnih površinskih prevlek ter preprečil porast trenja in obrabe (izgube energije, povečano vzdrževanje) zaradi opuščanja uspešnih, a okolju in avtomobilskim katalizatorjem škodljivih aditivov na osnovi S, P in Zn.