Published April 15, 2021 | Version v1
Publication Open

Tribological Evaluation of Turbostratic 2D Graphite as Oil Additive

Creators

  • 1. Universidade Federal de Santa Catarina
  • 2. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Santa Catarina
  • 3. Universidade Federal de Uberlândia

Description

In this study, powder technology was used to obtain Fe-SiC composites in which SiC particles act as precursors to generate a large amount of turbostratic graphite dispersed in the composite matrix. The selection of the alloy composition was studied employing Thermo-Calc® software to obtain the temperature and composition range for the stabilization of the graphite phase in iron with a high yield. The extracted turbostratic 2D graphite particles were dispersed in mineral oil in order to evaluate the potential of these particles as a lubricating oil additive. The structure and morphology of the extracted graphite were examined by Raman spectroscopy and transmission electron microscopy (TEM), indicating the highly disordered nature of turbostratic graphite. Reductions in the friction coefficient and wear rate of a tribological pair were observed when compared to the pure mineral oil and mineral oil with commercial graphite particles added. The misorientation and increase in interplanar distances of turbostratic 2D graphite induce a low degree of interaction between these atomic planes, which contributes to the low-friction coefficient and the lower wear rate obtained for this system.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

في هذه الدراسة، تم استخدام تقنية المسحوق للحصول على مركبات Fe - SiC التي تعمل فيها جزيئات SiC كسلائف لتوليد كمية كبيرة من الجرافيت التوربيني المستقر المنتشر في المصفوفة المركبة. تمت دراسة اختيار تركيبة السبيكة باستخدام برنامج Thermo - Calc ® للحصول على درجة الحرارة ونطاق التركيب لتثبيت طور الجرافيت في الحديد ذي الإنتاجية العالية. تم تشتيت جزيئات الجرافيت ثنائية الأبعاد التوربينية المستخلصة في الزيت المعدني من أجل تقييم إمكانات هذه الجسيمات كمادة مضافة لزيت التشحيم. تم فحص بنية ومورفولوجيا الجرافيت المستخرج بواسطة مطيافية رامان والمجهر الإلكتروني للإرسال (TEM)، مما يشير إلى الطبيعة المضطربة للغاية للجرافيت التوربيني. لوحظ انخفاض في معامل الاحتكاك ومعدل التآكل لزوج ثلاثي عند مقارنته بالزيوت المعدنية النقية والزيوت المعدنية مع إضافة جزيئات الجرافيت التجارية. يؤدي سوء التوجيه والزيادة في المسافات بين المستويات للجرافيت ثنائي الأبعاد التوربيني إلى درجة منخفضة من التفاعل بين هذه المستويات الذرية، مما يساهم في معامل الاحتكاك المنخفض وانخفاض معدل التآكل الذي تم الحصول عليه لهذا النظام.

Translated Description (French)

Dans cette étude, la technologie des poudres a été utilisée pour obtenir des composites Fe-SiC dans lesquels les particules de SiC agissent comme précurseurs pour générer une grande quantité de graphite turbostratique dispersé dans la matrice composite. La sélection de la composition de l'alliage a été étudiée en utilisant le logiciel Thermo-Calc® pour obtenir la plage de température et de composition pour la stabilisation de la phase graphite dans le fer avec un rendement élevé. Les particules de graphite 2D turbostratiques extraites ont été dispersées dans de l'huile minérale afin d'évaluer le potentiel de ces particules en tant qu'additif d'huile lubrifiante. La structure et la morphologie du graphite extrait ont été examinées par spectroscopie Raman et microscopie électronique à transmission (Met), indiquant la nature très désordonnée du graphite turbostratique. Des réductions du coefficient de frottement et du taux d'usure d'une paire tribologique ont été observées par rapport à l'huile minérale pure et à l'huile minérale avec des particules de graphite commerciales ajoutées. La désorientation et l'augmentation des distances interplanaires du graphite 2D turbostratique induisent un faible degré d'interaction entre ces plans atomiques, ce qui contribue au faible coefficient de frottement et au taux d'usure plus faible obtenus pour ce système.

Translated Description (Spanish)

En este estudio, se utilizó la tecnología de polvo para obtener compuestos de Fe-SiC en los que las partículas de SiC actúan como precursores para generar una gran cantidad de grafito turboestrático disperso en la matriz compuesta. La selección de la composición de la aleación se estudió empleando el software Thermo-Calc® para obtener el rango de temperatura y composición para la estabilización de la fase de grafito en hierro con un alto rendimiento. Las partículas de grafito 2D turboestrático extraídas se dispersaron en aceite mineral para evaluar el potencial de estas partículas como aditivo de aceite lubricante. La estructura y la morfología del grafito extraído se examinaron mediante espectroscopía Raman y microscopía electrónica de transmisión (TEM), lo que indica la naturaleza altamente desordenada del grafito turboestrático. Se observaron reducciones en el coeficiente de fricción y la tasa de desgaste de un par tribológico en comparación con el aceite mineral puro y el aceite mineral con partículas de grafito comercial añadidas. La desorientación y el aumento de las distancias interplanares del grafito 2D turboestrático inducen un bajo grado de interacción entre estos planos atómicos, lo que contribuye al bajo coeficiente de fricción y a la menor tasa de desgaste obtenida para este sistema.

Files

pdf.pdf

Files (8.7 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:296bac7e3290b070c0edb6d29ad30c28
8.7 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
التقييم القبلي للجرافيت ثنائي الأبعاد الاستوائي التوربيني كمادة مضافة للزيت
Translated title (French)
Évaluation tribologique du graphite 2D turbostratique en tant qu'additif d'huile
Translated title (Spanish)
Evaluación tribológica del grafito turbostrático 2D como aditivo de aceite

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3155655767
DOI
10.3390/lubricants9040043

Is supplement to
https://openalex.org/W657245677 (Other)
https://openalex.org/W4389292051 (Other)
https://openalex.org/W3205459232 (Other)
https://openalex.org/W2766764309 (Other)
https://openalex.org/W2576374239 (Other)
https://openalex.org/W2347695285 (Other)
https://openalex.org/W2102929644 (Other)
https://openalex.org/W2062635693 (Other)
https://openalex.org/W2039721274 (Other)
https://openalex.org/W1510657699 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Brazil

References

  • https://openalex.org/W1971724382
  • https://openalex.org/W1980341441
  • https://openalex.org/W1993214558
  • https://openalex.org/W2003575866
  • https://openalex.org/W2004479209
  • https://openalex.org/W2005129918
  • https://openalex.org/W2009506282
  • https://openalex.org/W2019023187
  • https://openalex.org/W2022159274
  • https://openalex.org/W2029673090
  • https://openalex.org/W2033120842
  • https://openalex.org/W2033502201
  • https://openalex.org/W2035623499
  • https://openalex.org/W2052159730
  • https://openalex.org/W2058272047
  • https://openalex.org/W2060009331
  • https://openalex.org/W2061299435
  • https://openalex.org/W2063211384
  • https://openalex.org/W2071989502
  • https://openalex.org/W2082076578
  • https://openalex.org/W2085554530
  • https://openalex.org/W2087399354
  • https://openalex.org/W2101340230
  • https://openalex.org/W2103257392
  • https://openalex.org/W2125718341
  • https://openalex.org/W2235679284
  • https://openalex.org/W2547297107
  • https://openalex.org/W2580540141
  • https://openalex.org/W2752022100
  • https://openalex.org/W2885298765
  • https://openalex.org/W2983404349
  • https://openalex.org/W847656823