Skip to main content
SUPERVISOR
Alireza Fadaei Tehrani,Kayghobad Shams
علیرضا فدائی تهرانی (استاد مشاور) کیقباد شمس اسحاقی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Sedigheh Soleymani osbokolaii
صدیقه سلیمانی اسبوکلائی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی شیمی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1387
In this research, the friction and wear behavior of blends of nanoparticles and colloidal solvents in common paraffinic lubricant oils was studied. Calcium carbonate with a crystalline structure, called calcite, was used as nanoparticle. Calcite with an average particle size of 70 nm was blended with the common industrial additives such as overbased calcium solphonate (OBCaS), overbased magnesium solphonate (OBMgS) detergents and zinc dialkyl dithio phosphate (ZDDP) as antioxidant to produce nanofluid. The stability of the nanofluid samples with various formulations were examined by UV spectroscopy, and capillary tube viscometry. The wear test on samples was carried out by pin on the disc method at the normal load of 90 N, a velocity of 0.1 m/s, and for a running distance of 1000 meters. The weight loss of disks due to wear was determined right after the wear test by weighing the disks before and after the wear test. Further, deformation of the surface of the discs after the wear test was studied using scanning electron microscope (SEM) photography and atomic force microscope (AFM). Results reveal that the optimum formulation is achieved when 1 wt % of calcite nanoparticles along with 10 wt% of OBMgS, 10 wt% of OBCaS, and 3 wt% of ZDDP are used in the base oil. The highest value of stability among all samples was obtained in a lubricant composed of calcite nano particles, overbased magnesium solphonate and base oil. Capilary tube viscometry showed that the least time through which the viscosity remained unchanged was 35 minutes , and the highest value of absorption through UV spectroscopy was 0.895. The result of load carrying showed that calcite nanoparticles improved load-carrying properties as much as 6.6 % compared to overbased magnesium solphonate additive and 10 % in comparison with zinc dialkyl dithio phosphate and 14.2% in relation to overbased calcium solphonate. The weight loss of discs used in wear test for the above samples decreased to 50, 11.1 and 45.7 percen, respectively. The results of wear width revealed a reduction of 15.7, 16.6 and 75.7 percent in sampls with calcite nanoparticles along with overbased magnesium solphonate, zinc dialkyl dithio phosphate and overbased calcium solphonate. When we used calcite nanoparticles, the friction coefficient of disks in presence of lubricants decreased in all samples. However, effect of nanoparticles on lubricant samples composed of overbased magnesium solphonate additive and base oil was significant. Further, in all samples, presence of nanoparticles reduced the friction coefficient, and this improvement was more profound for the sample composed of calcite, overbased magnesium solphonate, and base oil. The scanning electron microscopy and atomic force microscopy results demonstrated that addition of nano particles coefficient (approximately 0.09), lowest wear width and least
در این تحقیق، رفتار اصطکاک و ساییدگی آمیخته ای از نانو ذرات در روغن روانکار پارافینی مورد مطالعه قرار گرفت. نانو ذره مورد استفاده در این تحقیق کربنات کلسیم با شبکه کریستالی یا همان کلسیت است. کلسیت با قطر متوسط 70 نانومتر با افزودنی های متداول به روغن پایه، شامل پاک کننده های سولفونات کلسیم ابر بازی، سولفونات منیزیم ابر بازی، و عامل ضد سایش و اکسید شوندگی زینک دی آلکیل دی تیو فسفات در نسبت های متفاوتی ترکیب شد تا تشکیل نانوسیال پایدار بدهد. پایداری نمونه های نانوسیال با فرمولاسیون های مختلف به وسیله اسپکتروسکوپی فرابنفش و ویسکومتر موئینه بررسی شد. آزمون سایش بر روی نمونه ها با استفاده از دستگاه پین بر روی دیسک، با بار اعمالی 90 نیوتن، سرعت 1/0 متر بر ثانیه و در مسافت 1000 متری انجام شد. هدر رفت سایش با اندازه گیری وزن دیسک ها قبل و بعد از آزمون سایش تعیین شد. پس از آن تغییر شکل سطوح سائیده شده با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد که فرمولاسیون بهینه زمانی حاصل می شود که 1% وزنی نانو ذرات کلسیت به همراه 10% وزنی سولفونات منیزیم ابر بازی، 10% وزنی سولفونات کلسیم ابر بازی و یا 3% وزنی زینک دی آلکیل دی تیو فسفات در روغن پایه به عنوان افزودنی مورد استفاده قرار گیرد. همچنین بیشترین میزان پایداری در نمونه متشکل از1% وزنی نانو ذرات کلسیت به همراه 10% وزنی سولفونات منیزیم ابر بازی با کمترین زمان ثابت ماندن ویسکوزیته ، 35 دقیقه، و بیشترین میزان جدب، 895/0، حاصل شده است. نتایج بارپذیری نشان داد که نانو ذرات کلسیت خاصیت بارپذیری را در سولفونات منیزیم ابر بازی تا 6/6% و در زینک دی آلکیل دی تیو فسفات تا 10% و در سولفونات کلسیم ابر بازی در بارهای بالا تا 2/14 % بهبود داده است. همچنین هدر رفت سایش در سولفونات منیزیم ابر بازی تا 50% و در زینک دی آلکیل دی تیو فسفات تا 1/11% و در سولفونات کلسیم ابر بازی در بارهای بالا تا 7/45 % کاهش پیدا کرده است. نتایج حاصل از عرض سایش بیانگر کاهش میزان ساییدگی در سولفونات منیزیم ابر بازی تا 7/15% و در زینک دی آلکیل دی تیو فسفات تا 6/16% و در سولفونات کلسیم ابر بازی در بارهای بالا تا 7/75 % بوده است. با استفاده از نانو ذرات کلسیت ضریب اصطکاک دیسک در کلیه نمونه ها کاهش یافت. اما میزان کاهش نوسانات سیستم با استفاده از نانو ذرات کلسیت در حضور سولفونات منیزیم ابربازی بیشترین مقدار بوده است. همچنین نتایج میکروسکوپ الکترونی روبشی و میکروسکوپ نیروی اتمی نشان داد که استفاده از کلسیت باعث از بین رفتن شیارهای عمیق شده است. نتایج حاصل از تمامی آزمایشات نشان می دهد که بهترین فرمولاسیون با بیشترین میزان پایداری، کمترین میزان ضریب اصطکاک(تقریباً 9/0 )، هدر رفت سایش و عرض سایش کم زمانی به دست می آید که روغن پایه را با 1% وزنی نانو ذرات کلسیت و 10% وزنی سولفونات منیزیم ابربازی مخلوط کنیم. واژگان کلیدی: روانکار، اصطکاک، سایش، بارپذیری، نانوذرات کلسیت، پاک کننده، پایداری، ویسکوزیته، جذب

ارتقاء امنیت وب با وف بومی