16 kwietnia 2024

 

Nadsmarowność w makroskali

Badacze z Oak Ridge National Laboratory opracowali powłokę pozwalającą na redukcję tarcia między elementami wykonanymi ze stali nierdzewnej do pomijalnie niskich wartości. Osiągnięto redukcję wartości współczynnika tarcia poniżej umownej granicy nadsmarowności – 0,01.

Powłokę wykonano aplikując warstwę nanorurek węglowych o pionowej orientacji na powierzchni stalowego krążka metodą CVD (chemical vapor deposition). Grafen, będący budulcem nanorurek, zsyntezowano z etanolu na warstwie tlenków metali powstałej po rozgrzaniu powierzchni stali. Otrzymano warstwę w formie darni z nanorurek, którą następnie poddano „koszeniu” pod wpływem siły mechanicznej. Ścięte i rozmazane nanorurki utworzyły warstwę błonki, którą zwilżono olejem PAO (na bazie syntetycznych poli-alfa-olefin) w warunkach MQL (minimum quantity lubrication).

Tak przygotowana powłoka na obu powierzchniach współpracujących w badaniu trybometrem wykazała nadsmarowność podczas 500 tys. cykli tarcia, osiągając wartości współczynnika tarcia w zakresie 0.001–0.007. Prezentowane osiągnięcie było możliwe dzięki wspópracy naukowców z różnych dziedzin – inżynierii materiałowej, trybologii, nanotechnologii. Obecnie trwają próby nawiązania współpracy z przemysłem w celu wdrożenia technologii do produkcji.

ornl.gov