IL/(GO의 마찰공학적 성능

Mar 19, 2023

Scientific Reports 12권, 기사 번호: 14368(2022) 이 기사 인용

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본 논문에서는 IL/(GO-MWCNT) 고액 윤활 코팅의 윤활 특성에 대한 공간 조사의 영향을 조사했습니다. 고체-액체 윤활 코팅은 이온성 액체(IL), 그래핀 산화물(GO) 및 다중벽 탄소 나노튜브(MWCNT)로 구성됩니다. 지상모의장비를 이용하여 조사실험을 수행하였다. 원자 산소(AO), 자외선(UV), 양성자(Pr) 및 전자(El) 조사는 고체-액체 윤활 코팅의 구성, 구조, 형태 및 마찰 특성을 변경합니다. 실험 결과는 IL 윤활제의 분해를 포함하여 조사에 의해 유도된 조성 변화를 보여줍니다. 윤활재의 손상은 Pr 조사에서 가장 심각했고 UV 조사에서는 가장 적었습니다.

광범위한 잠재적 이점으로 인해 자동차 및 항공우주 산업에서 고체-액체 복합 윤활 시스템1,2,3,4의 사용이 지난 20년 동안 열성적으로 촉진되었습니다. 고액 복합 윤활 시스템은 기본 유체와 나노 첨가제로 구성됩니다. 기본 유체는 주로 움직이는 부품 표면 사이의 마찰을 줄이는 데 사용되며 기계 장비는 냉각, 밀봉, 부식, 녹, 절연, 동력 전달, 불순물 청소 등을 수행합니다. 나노 첨가제는 움직이는 부품의 마찰과 마모를 줄이고 기계의 내구성을 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다6,7,8,9.

다양한 나노입자를 유성 나노 윤활제에 첨가하는 효과에 대한 수많은 연구들이 조사되었습니다. Niraj Kumaret al. 해왔다; 직경이 약 10-40nm인 α 및 β-MnO2 나노막대를 추가하면 팜유의 내마모 특성이 향상된다고 보고했습니다. Jatti et al.11에 따르면 CuO를 첨가제로 사용하면 광물 기반 다등급 엔진 오일의 마찰 및 마모 특성이 향상됩니다. 그들은 CuO 나노 첨가제가 미끄럼 마찰을 구름 마찰로 변환하여 마찰 표면 사이의 유효 마찰 계수를 감소시킨다고 보고했습니다. Vlad Bogdan Nist 등12,13은 WS2 나노입자가 고온 및 고압 하에서 강철 기판과 반응하여 보호 마찰 필름을 형성함으로써 롤링 요소 베어링으로의 H 침투를 감소시켜 H 취성을 방지한다고 보고했습니다. 또한 복합 첨가제가 단일 첨가제보다 성능이 뛰어난 것으로 보고되었습니다14. Arvind Kumar et al.15은 나노크기 크기와 우수한 기계적 및 열적 특성으로 인해 전통적인 벌크 재료를 대체할 수 있는 윤활 첨가제로 폴리머 기능화된 그래핀 기반 나노복합체를 연구했습니다. Ramón-Raygoza 등16은 구리(MLG-Cu)가 함침된 다층 그래핀의 향상된 마찰학적 거동을 보고했습니다. Luo 등17은 서로 다른 박리 정도를 갖는 그래핀 첨가제의 윤활 특성을 조사하여 마찰로 인한 나노 구조 진화와 윤활 첨가제로서 그래핀의 윤활 특성 사이의 관계에 대한 새로운 통찰력을 제공했습니다. 이 결과는 윤활 첨가제로서 그래핀의 구조 설계에 탁월한 잠재력을 가지고 있습니다.

최근 다이아몬드 유사 탄소(DLC) 코팅을 기반으로 한 고체-액체 시너지 윤활은 모든 윤활 체제에서 초저 마찰과 우수한 내마모성으로 인해 매력적인 윤활 시스템이 되었습니다. 올레일아민과 올레산으로 덮인 니켈 나노입자(평균 직경 7nm)가 DLC/DIOS 고체-액체 시너지 윤활 시스템에 추가되었습니다. 모든 윤활 방식에서 Ni 나노입자를 첨가함으로써 시스템의 윤활 성능이 크게 향상되었습니다. 경계윤활 상태에서 마찰계수는 10.3~19.1% 감소하며, DLC의 마모율은 50% 감소할 수 있다. 우리는 이전에 고진공 조건에서 마찰 감소 특성을 나타내는 DLC/IL/(GO-MWCNT) 코팅을 준비했습니다. 나노유체는 또한 그래핀과 다중벽 탄소나노튜브를 분리막으로 전달함으로써 향상된 내마모성을 보여주었습니다. 이들의 시너지 효과는 IL-GO/MWCNT 복합재를 크게 향상시켰습니다. 그러나 우주 환경에서 고진공은 고온 및 저온(HT/LT), 원자 산소, UV 조사, 양성자 및 전자빔 조사, 중력 부재 등 우주 조건 중 하나일 뿐입니다. field21,22. 저기압 환경에서 AO는 200~700km 상층 대기권에서 가장 파괴적이고 지배적인 중립 종(약 80%) 중 하나입니다. 원자 산소는 AO 조사 하에서 심각한 분해 및 증발로 인한 액체 윤활제의 고장과 밀접한 관련이 있다는 것이 잘 알려져 있습니다. DLC 기반 고체-액체 윤활 코팅에 대한 다른 공간 조건의 영향을 연구하는 것이 필수적입니다.