بررسی تجربی تأثیر نانو ذرات بر خواص تریبولوژیکی روان کننده‌های زیستی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجو، گروه مهندسی مکانیک، واحددزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران

2 استادیار، گروه مهندسی مکانیک، واحددزفول، دانشگاه آزاد اسلامی، دزفول، ایران

چکیده

دستیابی به ماده­ی افزودنی با قابلیت بالا به‌منظور بهبود سطح کیفیت روان کار، افزایش طول عمر و کارایی آن، سازگاری با محیط‌زیست، قابلیت بازیافت و کاهش هزینه­ی تولید آن از چالش‌های اساسی صنعت روان کاری کشور می‌باشد. در این پژوهش با استفاده از روش آزمون پین روی دیسک، تأثیر نانو ذرات دی‌اکسید تیتانیوم به­عنوان ماده افزودنی با غلظت­های وزنی1/0، 2/0 و 5/0 درصد بر خواص تریبولوژیکی روان کار زیستی بررسی شد. بعد از انجام آزمون­های سایش، ضریب اصطکاک و رسانایی گرمایی، بهترین نمونه انتخاب و به­منظور پایش وضعیت روغن و آنالیز عناصر فرسایشی در موتورسیکلت تک سیلندر هوندا CDI-125 به صورت میدانی مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس آزمون­های انجام‌شده مشخص شد نانو روان کار با غلظت 5/0 درصد وزنی دارای بهترین نتایج است. به عبارتی افزایش غلظت وزنی نانو ذرات به­عنوان افزودنی در روغن زیستی اپوکسی نتیجه مثبتی در بهبود خواص ضد سایشی و اصطکاک آن داشت. همچنین نتایج آنالیز عنصری نشان داد کاربرد مخلوط نانو روان کار تأثیر مثبتی در کاهش عناصر فرسایشی آهن، کروم، آلومینیم، قلع و نیکل نداشت ولی عناصر فرسایشی مس، سرب و مولیبدن کاهش یافت.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


[1] Baş H., and Karabacak Y. E., Investigation of the effects of boron additives on the performance of engine oil. Tribology Transactions, 57.4, pp. 740-748, 2014.
[2] Baskar S., Sriram G., and Arumugam S.,  Experimental Analysis on Tribological Behavior of Nano Based Bio-Lubricants using Four Ball Tribometer. Tribology in Industry, Vol. 37, No.4, pp.449-454,  2015.
[3] Sedaghat Hosseini  M., Rostami  M., and Mohammadi  A., Study of Effects of Nano-Diamond as an Oil Additive on Engine Oil Properties and Wear Rate of the Internal Parts of Agricultural Tractors Engines, Mechanical Engineering, 57A, pp. 14443-14447,2013.
[4] Trajano M. F.,  Moura  E.I.F.,  Ribeiro K. S. B., and Alves  S.M., Study of oxide nanoparticles as additives for vegetable lubricants. Materials Research, Vol. 17, No.5,  pp.  1124-1128 ,2014.
[5] Hu Ch., Bai M., Lv J.,  Liu  H., and jieLi X., Molecular dynamics investigation of the effect of copper nanoparticle on the solid contact between friction surfaces. Applied Surface Science, Vol. 321, pp. 302-309, 2014.
 [6] Filip I., and Covaliu C., Tribological Properties of the Lubricant Containing Titanium Dioxide Nanoparticles as an Additive. Lubricants Vol. 4 , No.2, 2016.
[7] Azman N.F., Samion S.,  Hakim Mat Sot M.N., Investigation of tribological properties of CuO/palm oil nanolubricant using pin-on-disc tribotester, Green Materials 6(1), pp.30–37, 2018.
[8] Laad M., Ponnamma D., and Sadasivuni K.K., Tribological Studies of Nanomodified Mineral based Multi-grade Engine Oil International Journal of Applied Engineering Research, Volume 12, Number 11, pp. 2855-2861, 2017.
[9] Trivedi H.K., Bhatt D.V., Effect of Lubricating Oil on Tribological behaviour in Pin on Disc Test Rig, www.tribology.fink.rs, Vol. 39, No. 1, pp. 90-99, 2017.
]10 [کاتالوگ مشخصات فنی روغن سویای اپوکسی، شرکت دانش بنیان فن آوران شیمی سپاهان، شهرک علمی تحقیقاتی، اصفهان.wwwhttp://fscco.ir
 [11] Iranain Nanomaterils Pioneers Company, Third unit. No51.Sadaf No.5.Vakil Abad Blv. Mashhad City, Khorasan Province, Iran. Website: iraNanotech.com
]12 [ابراهیمی قلعه تکی  ا. و تقی پور  ع.، انجام پایش وضعیت بر اساس آنالیز روغن و مقایسه تجربی و آزمایشگاهی آن با افزودنی نانو ذرات SiO2 & Al2O3و کاربرد آن در ماشین‌آلات دوار حساس، پایان‌نامه کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد دزفول، 1396.
[13] Peng D.X.,  Kang Y., Hwang  R.M., Shyr S.S., and Chang Y.P., Tribological properties of diamond and SiO2 nanoparticles added in paraffin, Tribol. Int. Vol. 42, pp. 911–917, 2009.
]14 [کاتالوگ دستگاه آزمون سایش، شرکت تجهیز صنعت نصر، اصفهان، دانشگاه صنعتی اصفهان، مرکز رشد واحدهای فناور، www. tsnco.ir
[15] Xuan Y., and  Li Q.,  Heat transfer enhancement of nanofuids, International Journal of Heat and Fluid Flow, Vol. 21,  pp. 58-64, 2000.
[16] Xuan Y., and  Li Q., Investigation on Convective Heat Transfer and Flow Features of Nanofluids, Journal of Heat Transfer, Vol. 125, pp. 151-155, 2003.
[17]  Hadi N.J., and  Mohamed D.J., The effect of nanoparticles on the flow and physical behavior of engine lubricant oil. Collage of Materials Engineering /Polymer and petrochemical industry Department Babylon University/Iraq, 2015.
[18] Ettefaghi E.,  Ahmadi  H.,  Rashidi  A.,  Mohtasebi  S.S., and Alaei M., Experimental evaluation of engine oil properties containing copper oxide nanoparticles as a nanoadditive, International Journal of Industrial Chemistry, Vol.4, No. 28, 2013. 
[19]Kaviyarasu T., and Vasanthan B., IMPROVEMENT OF TRIBOLOGICAL AND THERMAL PROPERTIES OF ENGINE LUBRICANT BY USING NANO-MATERIALS,  Journal of Chemical and Pharmaceutical Sciences, Vol. 7, pp. 208-211, 2015.
[20] Rasheed A.Kh., HEAT TRANSFER, TRIBOLOGY AND PERFORMANCE OF GRAPHENE NANOLUBRICANTS IN AN IC ENGINE, Thesis submitted to the University of Nottingham for the degree of Doctor of Philosophy, 2017.
[21] Ahmed Ali  M.K.,  Xianjun H.,  Mai  L., Qingping  C., Turkson R.F., and Bicheng Ch., Improving the tribological characteristics of piston ring assembly in automotive engines using Al2O3 and TiO2 nanomaterials as nano- lubricant additives,  Tribology International, Vol. 103, pp.540-554, 2016.  
[22] Ingole S., Charanpahari A., Kakade A., Umare S.S., Bhatt D.V., and Menghani J., TribologicalbehaviorofnanoTiO2 as anadditiveinbaseoil, Wear, Vol. 301, pp. 776–785, 2013.
[23] Xia W.,  Zhao J., Cheng X., Sun J., Wu H., Yana Y.,  Jiao S., and Jiang  Zh.,  Study on growth behaviour of oxide scale and its effects on tribological property of nano-TiO2 additive oil-in-water lubricant, Wear, Vol. 376–377, Part A, pp.792–802, 2017.
[24] Lee  K., Hwang Y.,  Cheong  S., Choi Y.,  Kwon L., Lee  J., and Kim  S.H., Understanding the role of nanoparticles in nano-oil lubrication, Tribology Letters. Vol. 35. pp. 127-131, 2009.
[25] Zareh-Desari B., and  Davoodi B., Assessing the lubrication performance of vegetable oil-based nano-lubricants for environmentally conscious metal forming Processes, Journal of Cleaner Production, Vol. 135, pp. 1198-1209, 2016.
]26[ بهزاد م. و میراحمدی  ش.، عیب­یابی در ماشین‌آلات از طریق آنالیز روغن و ذرات سایشی و تهیه نرم‌افزاری برای انجام آن، هفتمینهمایشحمل‌ونقلریلی، دانشگاهصنعتیشریف، تهران، 1393.