Ringkasan:

Graphene Nanoplatelets (GNP) telah menunjukkan potensi sebagai pelumas padat untuk mengurangi gesekan dan keausan. Studi ini menyelidiki penerapan GNP sebagai pelumas suhu tinggi untuk proses rolling panas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa GNP dapat secara efektif mengurangi gesekan dalam kondisi yang dilumasi antara 600-700 ° C, dengan pengurangan hingga 50% berlangsung lebih dari 3 menit. Pengurangan gesekan stabil pada suhu yang lebih tinggi dari 800 ° C dan 900 ° C, menunjukkan bahwa GNP dapat memberikan pelumasan yang efektif untuk proses pembentukan logam panas. Eksperimen bergulir panas menunjukkan bahwa GNP dapat mengurangi gaya bergulir sebesar 11%, 7.4%, dan 6.9% pada suhu 795 ° C, 890 ° C, dan 960 ° C, masing -masing. Pengurangan gesekan disebabkan oleh GNP yang mudah dicukur antara antarmuka gosok.

1. Bagaimana graphene nanoplatelets (GNP) dapat digunakan sebagai pelumas untuk proses rolling panas?

GNP dapat mengurangi gesekan dan keausan dalam proses penggulungan panas dengan berfungsi sebagai pelumas padat. Ini dapat mengurangi gesekan hingga 50% pada suhu antara 600-700 ° C dan memberikan pelumasan yang efektif untuk proses pembentukan logam panas.

2. Berapa stabilitas pengurangan gesekan dengan GNP pada suhu yang lebih tinggi?

Pengurangan gesekan dengan GNP tetap stabil pada suhu 800 ° C dan 900 ° C masing -masing selama 70 dan 40 detik. Ini menunjukkan bahwa GNP dapat memberikan pelumasan yang efektif bahkan pada suhu yang lebih tinggi.

3. Apa dampak GNP pada gaya bergulir dalam eksperimen bergulir panas?

GNP dapat mengurangi gaya bergulir sebesar 11%, 7.4%, dan 6.9% pada suhu 795 ° C, 890 ° C, dan 960 ° C, masing -masing. Pengurangan gaya rolling ini menunjukkan efektivitas GNP sebagai pelumas dalam proses penggulungan panas.

4. Apa mekanisme di balik pengurangan gesekan yang dicapai dengan GNP?

Pengurangan gesekan dengan GNP disebabkan oleh partikel GNP yang mudah dicukur antara antarmuka gosok. Kehadiran GNP memungkinkan geser yang lebih halus dan mengurangi resistensi antara rekan geser, menghasilkan gesekan berkurang.

5. Apa yang terjadi pada graphene pada suhu lebih tinggi dari 600 ° C?

Pada suhu lebih tinggi dari 600 ° C, residu graphene pada permukaan strip dapat mengalami gasifikasi. Proses gasifikasi ini diyakini mengurangi kontaminasi hitam yang biasanya terkait dengan pelumas grafit tradisional.

6. Apa aplikasi potensial GNP sebagai pelumas?

GNP berpotensi digunakan sebagai pelumas dalam berbagai proses suhu tinggi, seperti rolling panas dan pembentukan logam panas. Sifat pengurangan gesekan yang sangat baik menjadikannya kandidat yang menjanjikan untuk mengurangi keausan dan meningkatkan efisiensi proses ini.

7. Apa keuntungan menggunakan GNP sebagai pelumas?

Penggunaan GNP sebagai pelumas menawarkan beberapa keuntungan. Ini dapat secara efektif mengurangi gesekan dan keausan, menghasilkan peningkatan efisiensi dan umur peralatan yang diperluas. GNP juga memiliki keuntungan mengurangi kontaminasi hitam, yang merupakan masalah umum dengan pelumas grafit tradisional.

8. Bagaimana efektivitas GNP sebagai pelumas dievaluasi?

Efektivitas GNP sebagai pelumas dievaluasi melalui uji gesekan menggunakan tribo-meter-disc-disc dan eksperimen bergulir panas pada strip baja. Pengurangan gesekan dan dampak pada gaya bergulir diukur dan dianalisis untuk menilai kinerja GNP sebagai pelumas.

9. Apa keterbatasan menggunakan GNP sebagai pelumas?

Salah satu batasan potensial menggunakan GNP sebagai pelumas adalah batasan suhunya. Dilaporkan berfungsi secara efektif hingga suhu 600 ° C. Selain itu, gasifikasi graphene residual pada suhu yang lebih tinggi berpotensi membatasi sifat pelumasnya.

10. Bagaimana temuan penelitian ini berdampak pada proses industri?

Temuan penelitian ini dapat memiliki implikasi yang signifikan untuk proses industri, terutama yang melibatkan operasi suhu tinggi. Penggunaan GNP sebagai pelumas dapat menyebabkan berkurangnya gesekan, kekuatan bergulir yang lebih rendah, dan peningkatan efisiensi dalam proses seperti panas panas. Ini juga dapat berkontribusi pada pengurangan kontaminasi hitam, menghasilkan operasi yang lebih bersih.

Judul: Sifat gesekan skala nano graphene dan graphene oksida

Tim baru -baru ini menerbitkan temuan mereka di dua makalah berturut -turut di High Impact Journal Karbon.

Aplikasi potensial nanoplatelet graphene sebagai pelumas suhu tinggi untuk rolling panas

Graphene telah terbukti menjadi pelumas padat yang menjanjikan untuk mengurangi gesekan dan keausan rekan geser, dan saat ini dilaporkan hanya berfungsi di bawah 600 ° C. Dalam penelitian ini, potensinya sebagai pelumas di atas 600 ° C dipelajari menggunakan ball-on-disc tribo-meter dan pabrik bergulir. Hasil gesekan menunjukkan bahwa pengurangan hingga 50% dapat diperoleh dengan graphene nanoplatelets (GNP) di bawah kondisi yang dilumasi antara 600-700 ° C bila dibandingkan dengan tes kering. Dan pengurangan gesekan ini dapat bertahan lebih dari 3 menit. Pada 800 dan 900 ° C, pengurangan gesekan masing -masing stabil untuk 70 dan 40 detik, yang menunjukkan bahwa GNP berpotensi memberikan pelumasan yang efektif untuk proses pembentukan logam panas. Eksperimen bergulir panas pada strip baja menunjukkan bahwa GNP mengurangi gaya bergulir sebesar 11%, 7.4%, dan 6.9% pada 795, 890, dan 960 ° C, masing -masing. Pengurangan gesekan ini disebabkan oleh GNP yang mudah dicukur antara antarmuka gosok. Suhu yang lebih tinggi dari 600 ° C akan menyebabkan gasifikasi graphene residu pada permukaan strip, yang diyakini mengurangi kontaminasi hitam dari pelumas grafit tradisional.

Unduh untuk membaca teks artikel lengkapnya

Mengerjakan naskah?

Referensi

1. Novoselov K S, Geim A K, Morozov S V, Jiang D, Zhang Y, Dubonos S V, Grigorieva I V, Firsov A A. Efek medan listrik dalam film karbon yang tipis secara atom. Sains306(5696): 666–669 (2004) Cendekiawan Articleoogle
2. Lee C, Wei X, Kysar JW, mengasah J. Pengukuran sifat elastis dan kekuatan intrinsik graphene monolayer. Sains321(5887): 385–388 (2008) Cendekia ArticleGoogle
3. Zhang Y, Tan Y W, Stormer H L, Kim P. Pengamatan eksperimental efek aula kuantum dan berry’f fase dalam graphene. Alam438(7065): 201–204 (2005) Cendekiawan Artickoogle
4. Balandin A A, Ghosh S, Bao W, Calizo I, Teweldebrhan D, Miao F, Lau C N. Konduktivitas termal superior graphene lapisan tunggal. Nano Lett8(3): 902–907 (2008) Cendekia ArticleGoogle
5. Wang X, Zhi L, Müllen K. Elektroda graphene transparan dan konduktif untuk sel surya peka. Nano Lett8(1): 323–327 (2008) Cendekia ArticleGoogle
6. Wang S, Zhang Y, Abidi N, Cabrales L. Keterbasahan dan energi bebas permukaan film graphene. Langmuir25(18): 11078–11081 (2009) Cendekiawan Articleogle
7. Kim K S, Lee H J, Lee C, Lee S K, Jang H, Ahn J H, Kim J H, Lee H J. Deposisi uap kimia graphene tumbuh: pelumas padat tertipis. ACS Nano5(6): 5107–5114 (2011) Cendekia ArticleGoogle
8. Berman D, Erdemir A, Sumant A V. Graphene: pelumas baru yang muncul. Mater hari ini17(1): 31–42 (2014) Cendekia ArticleGoogle
9. Holmberg K, Andersson P, Erdemir A. Konsumsi energi global karena gesekan pada mobil penumpang. Tribol int47: 221–234 (2012) Cendekiawan Artictergoogle
10. Alberts M, Kalaitzidou K, Melkote S. Investigasi nanoplatelet grafit sebagai pelumas dalam penggilingan. Int J Mach Tools Manuf49(12–13): 966–970 (2009) Cendekiawan Artickoogle
11. Marchetto D, Restuccia P, Ballestrazzi A, Righi M C, Rota A, Valeri S. Pasifan permukaan oleh graphene dalam pelumasan besi: perbandingan dengan perunggu. Karbon116: 375–380 (2017) ArticleGoogle Scholar
12. Liang S, Shen Z, Yi M, Liu L, Zhang X, Ma S. In-situ graphene terkelupas untuk pelumas berbasis air berkinerja tinggi. Karbon96: 1181–1190 (2016) ArticleGoogle Scholar
13. Hu Y, Wang Y, Zeng Z, Zhao H, Ge X, Wang K, Wang L, Xue Q. Graphene Terpejut Sebagai Nanoadditive untuk Meningkatkan Sifat Tribologis Pelumas Berbasis Air. Karbon137: 41–48 (2018) Cendekiawan ArticleGoogle
14. Du S, Sun J, Wu P. Persiapan, karakterisasi dan kinerja pelumasan graphene oxide-tio₂ nanofluid dalam strip bergulir. Karbon140: 338–351 (2018) ArticleGoogle Scholar
15. Puértolas J A, Castro M, Morris J A, Ríos R, Ansón-Casaos A. Sifat tribologis dan mekanik komposit graphene nanoplatelet/peek. Karbon141: 107–122 (2019) Cendekia ArticleGoogle
16. Zhou H, Wang H, Du X, Zhang Y, Zhou H, Yuan H, Liu H Y, Mai Y W. Fabrikasi facile komposit epoksi graphene 3D besar yang dimodifikasi dengan konduksi termal yang lebih baik dan kinerja tribologis. Karbon139: 1168–1177 (2018) Cendekiawan ArticleGoogle
17. Han H, Meng F, Yang C. Investigasi Penampilan Tribologis untuk GNP/MOS₂ Pelapisan pada suhu variabel. Tribol Lett66(3): 1–13 (2018) Cendekia ArticleGoogle
18. Song H, Ji L, Li H, Wang J, Liu X, Zhou H, Chen J. Slip lapisan berorientasi pembentukan sendiri dan gesekan graphene super-rendah makroskal. Appl Phys Lett110(7): 073101 (2017) Cendekia ArticleGoogle
19. Shen B, Hong H, Chen S, Chen X, Zhang Z. Deposisi elektroforetik katodik lapisan graphene yang dimodifikasi magnesium sebagai pelumas padat skala makro. Karbon145: 297–310 (2019) ArticleGoogle Scholar
20. Berman D, Erdemir A, Sumant A V. Mengurangi keausan dan gesekan yang diaktifkan oleh lapisan graphene pada permukaan baja geser dalam nitrogen kering. Karbon59: 167–175 (2013) Cendekiawan ArticleGoogle
21. Berman D, Erdemir A, Sumant A V. Beberapa lapisan graphene untuk mengurangi keausan dan gesekan pada permukaan baja geser. Karbon54: 454–459 (2013) ArticleGoogle Scholar
22. Savvatimskiy a i. Pengukuran titik leleh grafit dan sifat -sifat karbon cair (ulasan untuk 1963-2003). Karbon43(6): 1115–1142 (2005) Cendekiawan Articleogle
23. Xu Z, Zhang Q, Jing P, Zhai W. Kinerja tribologis suhu tinggi dari komposit matriks tial yang diperkuat oleh graphene multilayer. Tribol Lett58(1): 3 (2015) Cendekia ArticleGoogle
24. Xiao Y, Shi X, Zhai W, Yang K, Yao J. Pengaruh suhu pada sifat tribologis dan mekanisme keausan komposit pelumas mandiri matriks nial yang mengandung nanoplatelet graphene. Tribol Trans58(4): 729–735 (2015) Cendekiawan Artickoogle
25. Zhu Q, Zhu H T, Tieu A K, Reid M, Zhang L C. In-situ Investigasi perilaku oksidasi dalam bahan gulungan baja berkecepatan tinggi di bawah atmosfer kering dan lembab. Corros Sci52(8): 2707–2715 (2010) Cendekia ArticleGoogle
26. Kato O, Yamamoto H, Ataka M, Nakajima K. Mekanisme kerusakan permukaan gulungan untuk penggulungan strip panas. ISIJ INT32(11): 1216–1220 (1992) Cendekiawan Artickoogle
27. Jourani A, Bouvier S. Mekanisme gesekan dan keausan 316L stainless steel dalam kontak geser kering: efek ukuran partikel abrasif. Tribol Trans58(1): 131–139 (2015) Cendekia ArticleGoogle
28. Xu S C, Irle S, Musaev D G, Lin M C. Studi kimia kuantum dari adsorpsi disosiatif OH dan H₂O Pada permukaan grafit murni dan rusak (0001): mekanisme reaksi dan kinetika. J Phys Chem C111(3): 1355–1365 (2007) Cendekia Articleogle
29. Liu L, Ryu S, Tomasik M R, Stolyarova E, Jung N, Hybertsen M S, Steigerwald M L, Brus L E, Flynn G W W. Oksidasi graphene: etsa yang bergantung pada ketebalan dan doping kimia yang kuat. Nano Lett8(7): 1965–1970 (2008) Cendekiawan Artickoogle
30. Jia Y, Wan H, Chen L, Zhou H, Chen J. Efek pengikat fosfat pada pelumasan dan ketahanan aus lapisan grafit pada suhu tinggi. Surf Coat Technol315: 490–497 (2017) ArticleGoogle Scholar
31. Kinoshita H, Nishina Y, Alias ​​A A, Fujii M. Sifat tribologis lembaran monolayer graphene oksida sebagai aditif pelumas berbasis air. Karbon66: 720–723 (2014) Cendekiawan ArticleGoogle
32. Gupta B, Kumar N, Panda K, Kanan V, Joshi S, Visoly-Fisher I. Peran kelompok fungsional oksigen dalam mengurangi graphene oksida untuk pelumasan. Sci Rep7(1): 45030 (2017) Cendekiawan ArticleGoogle
33. Dia y, zhang n, wu f, xu f, liu y, gao j. Busa graphene oksida dan kemampuan adsorpsi yang sangat baik untuk gas aseton. Mater res Bull48(9): 3553–3558 (2013) Cendekia Articleoogle

Ucapan Terima Kasih

Pekerjaan ini didukung oleh Proyek Penemuan Dewan Penelitian Australia (Tidak. DP190103455) dan proyek tautan (tidak. LP160101871). Untungnya penulis mengakui bantuan MR. Maosheng Chai di Universitas Tsinghua untuk melakukan analisis pemetaan Raman.

Informasi penulis

Penulis dan Afiliasi

1. Laboratorium Kunci Negara Pemrosesan Solidifikasi, Pusat Pelumasan Lanjutan dan Bahan Segel, Universitas Politeknik Northwestern, XI’An, 710021, China Long Wang
2. Sekolah Teknik Mekanik, Bahan, Teknik Mekatronik dan Biomedis, Fakultas Teknik dan Ilmu Informasi, Universitas Wollongong, Northfields Avenue, Wollongong, NSW, 2522, Australia Long Wang, Anh Kiet Tieu, Jiaqing Li & Hongtao Zhu Zhu
3. Laboratorium Kunci Negara Bagian Tribologi, Departemen Teknik Mesin, Universitas Tsinghua, Beijing, 100084, China Ming MA
4. Sekolah Sains dan Teknik Bahan, Universitas Sains dan Teknologi Shaanxi, XI’An, 710021, China Guojuan Hai

1. Wang panjang

Judul: Sifat gesekan skala nano graphene dan graphene oksida

Anda mengakses dokumen dari Departemen Energi (DOE) OSTI.Pemerintah. Situs ini adalah produk dari Kantor Informasi Ilmiah dan Teknis DOE (OSTI) dan disediakan sebagai layanan publik.

Kunjungi Osti untuk memanfaatkan sumber daya informasi tambahan dalam ilmu dan teknologi energi.

Abstrak

Mencapai gesekan dan keausan superlow pada skala mikro/nano melalui penggunaan pelumas padat dan cair dapat memungkinkan kinerja yang unggul dan operasi yang tahan lama dalam berbagai sistem mikromekanis termasuk sistem mekanik mikro-elektro (MEMS). Studi sebelumnya telah menunjukkan bahwa pelumas padat konvensional seperti grafit pirolitik (HOPG) yang sangat dipesan hanya mampu menghasilkan gesekan rendah di lingkungan lembab pada skala mikro/makro; Tapi, hopg tidak cocok untuk aplikasi skala mikro praktis. Di sini, kami menjelajahi sifat gesekan skala nano dari film graphene berlapis-lapis sebagai pelumas padat potensial untuk aplikasi tersebut. Pengukuran atomik mikroskop (AFM) telah mengungkapkan bahwa untuk graphene berlapis-lapis dengan kemurnian tinggi (7-9 lapisan), gaya gesekan secara signifikan lebih rendah dari apa yang dapat dicapai dengan penggunaan HOPG, terlepas dari materi tip AFM mitra rekan. Kami telah menunjukkan bahwa kualitas dan kemurnian graphene berlapis -lapis memainkan peran penting dalam mengurangi kekuatan lateral, sementara oksidasi graphene menghasilkan nilai gesekan yang meningkat secara dramatis. Selain itu, untuk pertama kalinya, kami menunjukkan kemungkinan mencapai gesekan ultralow untuk cvd graphene lapisan tunggal yang tumbuh pada silikon dioksida. Ini menegaskan bahwa proses deposisi memastikan adhesi yang lebih kuat terhadap substrat dan karenanya memungkinkan kinerja tribologis yang unggul daripada pengelupasan kulit mekanis yang dilaporkan sebelumnya » proses. « lebih sedikit

1. Lab Nasional Argonne. (ANL), Argonne, IL (Amerika Serikat). Pusat Bahan NanoD
2. Lab Nasional Argonne. (ANL), Argonne, IL (Amerika Serikat). Divisi Sistem Energi
3. Lab Nasional Argonne. (ANL), Argonne, IL (Amerika Serikat). Divisi Ilmu Bahan

Format kutipan

Berman, Diana, Erdemir, Ali, Zinovev, Alexander V., dan Sumant, Anirudha v.. Sifat gesekan skala nano graphene dan graphene oksida. Amerika Serikat: n. P., 2015. Web. doi: 10.1016/j.berlian.2014.10.012.

Berman, Diana, Erdemir, Ali, Zinovev, Alexander V., & Sumant, Anirudha V.. Sifat gesekan skala nano graphene dan graphene oksida. Amerika Serikat. https: // doi.org/10.1016/j.berlian.2014.10.012

Berman, Diana, Erdemir, Ali, Zinovev, Alexander V., dan Sumant, Anirudha v.. 2015. “Sifat gesekan skala nano graphene dan graphene oxide”. Amerika Serikat. https: // doi.org/10.1016/j.berlian.2014.10.012. https: // www.osti.GOV/Servlets/Purl/1357601.

Artikel Jurnal:

Teks lengkap yang tersedia untuk umum gratis

Rekaman Versi Penerbit

Ketersediaan lainnya

Metrik kutipan:

Dikutip oleh: 79 karya

Informasi kutipan yang disediakan oleh
Web of Science

Simpan / Bagikan:

Anda harus masuk atau membuat akun untuk menyimpan dokumen ke perpustakaan Anda.

Karya yang dirujuk dalam catatan ini:

Graphene: pelumas baru yang muncul
Jurnal, Januari 2014

• Berman, Diana; Erdemir, Ali; Sumant, Anirudha V.
• Bahan hari ini, vol. 17, Edisi 1
• https: // doi.org/10.1016/j.Mattod.2013.12.003

Beberapa lapisan graphene untuk mengurangi keausan dan gesekan pada permukaan baja geser
Jurnal, April 2013

• Berman, Diana; Erdemir, Ali; Sumant, Anirudha V.
• Karbon, Vol. 54
• https: // doi.org/10.1016/j.karbon.2012.11.061

Mengurangi keausan dan gesekan yang diaktifkan oleh lapisan graphene pada permukaan baja geser dalam nitrogen kering
Jurnal, Agustus 2013

• Berman, Diana; Erdemir, Ali; Sumant, Anirudha V.
• Karbon, Vol. 59
• https: // doi.org/10.1016/j.karbon.2013.03.006

Efek substrat pada gesekan yang bergantung pada ketebalan pada graphene
Jurnal, Oktober 2010

• Li, Qunyang; Lee, Changu; Carpick, Robert W.
• Status Physica Solidi (B), Vol. 247, Edisi 11-12
• https: // doi.org/10.1002/pssb.201000555

Jaringan ikatan hidrogen dalam kertas komposit graphene oksida: struktur dan sifat mekanik
Jurnal, Maret 2010

• Medhekar, Nikhil V.; Ramasubramaniam, Ashwin; Ruoff, Rodney S.
• ACS Nano, Vol. 4, Edisi 4
• https: // doi.org/10.1021/NN901934U

Vanishing Stick-Slip Gesekan dalam beberapa graphene lapis: Efek ketebalan
Jurnal, Juni 2011

• Xu, Liang; MA, Tian-Bao; Hu, Yuan-Zhong
• Nanoteknologi, vol. 22, Edisi 28
• https: // doi.org/10.1088/0957-4484/22/28/85708

Simulasi dinamika molekuler dari perilaku geser interlayer dalam graphene beberapa lapis
Jurnal, Maret 2012

• Xu, Liang; MA, Tian-Bao; Hu, Yuan-Zhong
• Karbon, Vol. 50, Edisi 3
• https: // doi.org/10.1016/j.karbon.2011.10.006

Analisis teoritis karakteristik gesekan dan cacat graphene yang diselidiki oleh nanotube karbon berdinding tunggal tertutup
Jurnal, September 2011

• Liu, hlm.; Zhang, y. W.
• Karbon, Vol. 49, Edisi 11
• https: // doi.org/10.1016/j.karbon.2011.05.004

Simulasi atomistik dari gesekan gesekan serpihan graphene
Jurnal, Juli 2009

• Bonelli, f.; Manini, n.; Cadelano, e.
• Jurnal Fisik Eropa B, Vol. 70, Edisi 4
• https: // doi.org/10.1140/EPJB/E2009-00239-7

Efek deformasi elastis pada sifat gesekan graphene beberapa lapis
Jurnal, Januari 2012

• Smolyanitsky, a.; Killgore, J. P.; Tewary, v. K.
• Tinjauan Fisik B, Vol. 85, Edisi 3
• https: // doi.org/10.1103/PhySrevb.85.035412

Memodifikasi gesekan skala atom antara dua lembar graphene: studi bidang-force-field
Jurnal, Oktober 2007

• Guo, Yufeng; Guo, Wanlin; Chen, Changfeng
• Tinjauan Fisik B, Vol. 76, Edisi 15
• https: // doi.org/10.1103/PhySrevb.76.155429

Koefisien gesekan negatif yang bergantung pada adhesi pada grafit yang dimodifikasi secara kimiawi pada skala nano
Jurnal, Oktober 2012

• Deng, Zhao; Smolyanitsky, Alex; Li, Qunyang
• Bahan Alam, Vol. 11, Edisi 12
• https: // doi.org/10.1038/NMAT3452

Perbandingan kekuatan gesekan pada graphene dan grafit
Jurnal, Juli 2009

• Lee, Hyunsoo; Lee, Naesung; SEO, Yongho
• Nanoteknologi, vol. 20, Edisi 32
• https: // doi.org/10.1088/0957-4484/20/32/325701

Karakteristik gesekan dan keausan film graphene multi-lapisan yang diselidiki dengan mikroskop gaya atom
Jurnal, Juli 2011

• Lin, Li-yu; Kim, Dae-eun; Kim, Whan-Kyun
• Teknologi Permukaan dan Pelapis, Vol. 205, Edisi 20
• https: // doi.org/10.1016/j.Mantel surfus.2011.04.092

Superlubrikitas grafit
Jurnal, Maret 2004

• Dienwiebel, Martin; Verhoeven, Gertjan S.; Pradeep, Namboodiri
• Surat Ulasan Fisik, Vol. 92, Edisi 12, artikel no. 126101
• https: // doi.org/10.1103/Physrevlett.92.126101

Spektroskopi Raman graphene pada substrat yang berbeda dan pengaruh cacat
Jurnal, Juni 2008

• Das, Anindya; Chakraborty, Biswanath; Sood, a. K.
• Buletin Ilmu Bahan, Vol. 31, Edisi 3
• https: // doi.org/10.1007/S12034-008-0090-5

Nomor Lapisan Probing dan urutan penumpukan graphene beberapa lapis dengan spektroskopi Raman
Jurnal, Januari 2010

• Hao, Yufeng; Wang, Yinginging; Wang, Lei
• Kecil, vol. 6, Edisi 2
• https: // doi.org/10.1002/smll.200901173

Pengaruh aliran hidrogen selama fase pendinginan untuk mencapai pertumbuhan graphene bilayer yang seragam dan berulang pada foil tembaga di area yang luas
Jurnal, Oktober 2014

• Gulotty, Richard; Das, Saptarshi; Liu, Yuzi
• Karbon, Vol. 77
• https: // doi.org/10.1016/j.karbon.2014.05.037

Evolusi pertumbuhan graphene pada Ni dan Cu dengan pelabelan isotop karbon
Jurnal, Desember 2009

• Li, Xuesong; Cai, Weiwei; Kolombo, Luigi
• Nano Letters, Vol. 9, Edisi 12
• https: // doi.org/10.1021/NL902515K

Menuju antarmuka tribologis tertinggi: kimia permukaan dan nanotribologi berlian ultrananokristalin
Jurnal, April 2005

• Sumant, a. V.; Grierson, d. S.; Gerbi, J. E.
• Bahan Lanjutan, Vol. 17, edisi 8, p. 1039-1045
• https: // doi.org/10.1002/ADMA.200401264

Gesekan skala nano bervariasi dengan pergeseran isotopik frekuensi getaran permukaan
Jurnal, November 2007

• Cannara, r. J.; Brukman, m. J.; Cimatu, k.
• Sains, Vol. 318, Edisi 5851
• https: // doi.org/10.1126/Sains.1147550

Gesekan dan adhesi antarmuka nano pada monolayer yang didukung dan ditangguhkan dan multilayer graphene
Jurnal, Desember 2012

• Deng, Zhao; Klimov, Nikolai N.; Solares, Santiago D.
• Langmuir, vol. 29, Edisi 1
• https: // doi.org/10.1021/LA304079A

Persamaan umum untuk pemasangan area kontak dan pengukuran gesekan vs beban
Jurnal, Maret 1999

• Carpick, Robert W.; Ogletree, d. Jujur; Salmeron, Miquel
• Jurnal Sains Koloid dan Antarmuka, Vol. 211, Edisi 2
• https: // doi.org/10.1006/JCIS.1998.6027

Deposisi uap kimia graphene tumbuh: pelumas padat tertipis
Jurnal, Mei 2011

• Kim, Kwang-Seop; Lee, hee-jung; Lee, Changan
• ACS Nano, Vol. 5, edisi 6, p. 5107-5114
• https: // doi.org/10.1021/nn2011865

Gesekan skala atom dalam graphene oxide: Perspektif interaksi antarmuka dari perhitungan prinsip pertama
Jurnal, September 2012

• Wang, Lin-Feng; MA, Tian-Bao; Hu, Yuan-Zhong
• Tinjauan Fisik B, Vol. 86, Edisi 12
• https: // doi.org/10.1103/PhySrevb.86.125436

Ketergantungan kecepatan gesekan dan efek ikatan hidrogen
Jurnal, Juni 2006

• Chen, Jinyu; Ratera, Imma; Taman, jeong muda
• Surat Ulasan Fisik, Vol. 96, Edisi 23
• https: // doi.org/10.1103/Physrevlett.96.236102

Sliding superlubrik nanoflake graphene pada graphene
Jurnal, Januari 2013

• Feng, Xiaofeng; Kwon, Sangku; Taman, jeong muda
• ACS Nano, Vol. 7, Edisi 2
• https: // doi.org/10.1021/NN305722D

Karakteristik gesekan lembaran tipis secara atom
Jurnal, April 2010

• Lee, c.; Li, q.; Kalb, w.
• Sains, Vol. 328, edisi 5974, p. 76-80
• https: // doi.org/10.1126/Sains.1184167

Referensi / mengutip catatan ini:

Efek dispersan pada nano-ptfe: menyerang keseimbangan antara stabilitas dan kinerja suku
Jurnal, Juli 2018

• Dubey, Mukesh Kumar; Bijwe, Jayashree; Ramakumar, s. S. V.
• Ilmu Pelumasan, Vol. 30, Edisi 7
• https: // doi.org/10.1002/ls.1425

“Ion geser” pada graphene: konsep baru untuk meningkatkan kinerja superkapasitor
Jurnal, Januari 2019

• Bellani, Sebastiano; Martín-García, Beatriz; Oropesa-Nuñez, Reinier
• Horizon Nanoskal, Vol. 4, Edisi 5
• https: // doi.org/10.1039/C8NH00446C

Studi Karakteristik Keausan tentang Komposit Berbasis AA7050 yang Diperkuat Graphene
Jurnal, Februari 2019

• Venkatesan, s.; Xavior, m. Anthony
• Material Research Express, Vol. 6, Edisi 5
• https: // doi.org/10.1088/2053-1591/AB0125

Ukuran biji-bijian dan tribologi dependen hidroksil-penutup dari graphene polikristalin
Jurnal, Juli 2019

• Chen, Yong; Wang, Shiwei; Xie, Lu
• Nanoteknologi, vol. 30, Edisi 38
• https: // doi.org/10.1088/1361-6528/AB2A87

Superlubrikitas mikro yang kuat di bawah tekanan kontak tinggi yang diaktifkan oleh microsphere yang dilapisi graphene
Jurnal, Februari 2017

• Liu, Shu-Wei; Wang, Hua-ping; Xu, Qiang
• Nature Communications, Vol. 8, Edisi 1
• https: // doi.org/10.1038/ncomms14029

Analisis numerik dan eksperimental multiskala kinerja tribologis pelapisan go pada substrat baja
Jurnal, Desember 2019

• Hildyard, Robin; Mohammadpour, Mahdi; Saremi-yarahmadi, Sina
• Bahan, Vol. 13, Edisi 1
• https: // doi.org/10.3390/MA13010041

Perilaku keausan dan korosi komposit matriks tembaga yang diperkuat graphene-nanoplate disiapkan melalui perakitan mandiri elektrostatik
Jurnal, Februari 2019

• Zhang, Ke; Shao, Guosen; Li, Wei
• Jurnal Rekayasa dan Kinerja Bahan, Vol. 28, Edisi 3
• https: // doi.org/10.1007/s11665-019-3882-4

Additivation of Vegetal Oils untuk meningkatkan karakteristik tribologis
Jurnal, Juni 2019

• Georgescu, c.; Solea, l. C.; Deleanu, l.
• IOP Conference Series: Material Science and Engineering, Vol. 514
• https: // doi.org/10.1088/1757-899x/514/1/012012

Graphene berpori 3D dengan pengelasan plasma suhu rendah untuk implan tulang
Jurnal, Agustus 2016

• Chakravarty, Dibyendu; Tiwary, Chandra Sekhar; Woellner, Cristano F.
• Bahan Lanjutan, Vol. 28, Edisi 40
• https: // doi.org/10.1002/ADMA.201603146

Pengaruh getaran vertikal pada gesekan skala nano: studi simulasi dinamika molekuler
Jurnal, Maret 2018

• Cheng, Yang; Zhu, Pengzhe; Li, Rui
• Crystals, Vol. 8, Edisi 3
• https: // doi.org/10.3390/Cryst8030129

Penerapan turunan graphene dan nanokompositnya dalam kesukuan dan pelumasan: tinjauan
Jurnal, Januari 2019

• Sun, Jianlin; Du, Shaonan
• Kemajuan RSC, Vol. 9, Edisi 69
• https: // doi.org/10.1039/C9RA05679C

Realitas gesekan casimir
Jurnal, April 2016

• Milton, Kimball; Høye, Johan; Brevik, Iver
• Simetri, Vol. 8, Edisi 5
• https: // doi.org/10.3390/sym8050029

Realitas gesekan casimir
Teks, Januari 2015

• Milton, k. A.; Høye, j. S.; Brevik, i.
• arxiv
• https: // doi.org/10.48550/arxiv.1508.00626

Catatan serupa di osti.Koleksi Pemerintah:

Gesekan skala nano dari mos lapisan tunggal CVD₂ dengan formasi cacat terkontrol

Artikel Jurnal Choi, min; Belianinov, Alex; Pawlicki, Alison; . – Permukaan dan Antarmuka

Nanomaterial berlapis dua dimensi (2D) seperti graphene, molybdenum disulfide (MOS₂), atau tungsten disulfide menawarkan solusi yang menjanjikan di area pelumasan solid-state, karena sifat mekaniknya yang sangat baik serta gesekan rendah. Namun, cacat dapat memengaruhi gesekan mereka dan mengurangi sifat tribologis yang unggul. Dengan demikian, sangat penting untuk memahami efek cacat pada perilaku geser dalam nanomaterial 2D, untuk menumbuhkan strategi fungsional untuk memanfaatkan nanomaterial 2D sebagai film tribologis solid-state. Dalam penelitian ini, efek gesekan cacat, batas butir, dan cacat struktural skala atom dieksplorasi pada deposisi uap kimia (CVD) MOS lapisan tunggal tunggal₂. Selektif PatterningMore » cacat menjadi mos₂ dicapai melalui iradiasi terkontrol ion helium dengan dosis ion yang bervariasi. Gesekan mos₂ ditandai dengan mikroskop gaya gesekan (FFM) dan ditemukan bahwa gesekan tergantung pada pembentukan cacat yang dikendalikan oleh iradiasi ion helium. Pendekatan ini menawarkan korelasi antara topografi permukaan, cacat dan gesekan. Memahami gesekan relatif mos₂ Di hadapan berbagai tingkat cacat merupakan dasar untuk mempelajari sifat tribologis dari satu lapisan MOS₂ baik di nano dan makroskal. « lebih sedikit

• https: // doi.org/10.1016/j.Surfin.2021.101437
• Teks lengkap tersedia

Rincian Undang-Undang Gesekan Coulomb di Tic/A-C: H Lapisan Nanokomposit

Artikel Jurnal Pei, Y; Huizenga, P; Galvan, D – Jurnal Fisika Terapan

Pelapis Tic/A-C: H Nanokomposit H telah diproduksi melalui deposisi reaktif dalam sistem sputtering magnetron yang tidak seimbang (Hauzer HTC-1000 atau HTC 1200). Dalam makalah ini, kami melaporkan perilaku tribologis lapisan nanokomposit TIC/A-C: H di mana gesekan ultralow dirancang dengan resistensi keausan yang unggul, dua sifat yang sering sulit dicapai secara bersamaan. Tribotests telah dilakukan pada suhu kamar dengan konfigurasi bola-on-disk. Pemantauan in situ pada kedalaman keausan disk yang dilapisi bersama dengan ketinggian keausan mitra bola pada skala nanometer mengungkapkan bahwa efek pelumasan diri diinduksi oleh pembentukan film transfer di More » permukaan mitra bola. Temuan luar biasa adalah gangguan hukum gesekan Coulomb di lapisan nanokomposit TIC/A-C: H. Selain itu, koefisien gesekan lapisan nanokomposit TIC/A-C: H berkurang dengan penurunan kelembaban relatif. Resistensi keausan superior dari disk yang dilapisi pada tingkat 10 m/n m (per lap) telah dicapai dengan kondisi gesekan superlow dan ketangguhan tinggi, yang keduanya membutuhkan nanopartikel tic halus (e.G., 2 nm) dan pemisahan matriks lebar yang harus sebanding dengan dimensi nanopartikel. « lebih sedikit

Pengamatan atomistik pada gesekan yang dimediasi difusi antara kontak asperitas tunggal

Artikel Jurnal Dia, Yang; Dia, Dingshun; Liu, Zhenyu; . – Bahan Alam

Super-pelumasan, rezim geser di mana gesekan hampir menghilang, telah didokumentasikan dengan baik dengan munculnya simulasi mikroskop gaya atom (AFM) dan dinamika molekul (MD) karena implikasi besar untuk pembuatan sistem mikro/nano-elektromekanik (MEMS/NEMS)). Namun demikian, mekanisme atomistik untuk perilaku super-pelumasan masih sulit dipahami, terutama karena kurangnya pengamatan langsung antarmuka pada resolusi atom selama proses gesekan. Di sini dengan menggunakan in situ transmisi resolusi tinggi mikroskop elektron (HRTEM) digabungkan dengan AFM, kami melaporkan pembentukan yang dimediasi difusi dari lapisan antarmasial yang dikemas secara longgar antara dua asperitas logam pada kekuatan normal yang lebih tinggi, yang bertanggung jawab untuk rezim geser, super-lubisitas yang lebih tinggi, yang lebih banyak lagi, yang bertanggung jawab atas geser geser, lebih banyak lambung » kekuatan gesekan yang sangat rendah dan geser terus menerus. Sebaliknya, lapisan antarmuka yang penuh longgar menghilang bersama dengan super-pelumasan, yang mengarah ke gesekan stick-slip yang khas. Selain itu, pengamatan in situ dan simulasi MD mengungkapkan peran penting yang dimainkan difusi atom dalam gesekan atom, dan memberikan wawasan baru ke dalam mekanisme mendasar super-pelumasan. « lebih sedikit

• https: // doi.org/10.1038/S41563-021-01091-3
• Teks lengkap tersedia

Sensor deformasi berdasarkan pelapis multi-layer diskontin yang didukung polimer

Artikel Jurnal Carotenuto, g. ; Schiavo, l. ; Romeo, v. ; . – Proses Konferensi AIP

Graphene dapat dengan mudah digunakan dalam modifikasi permukaan polimer. Makromolekul graphene sangat transparan terhadap cahaya yang terlihat dan konduktif secara elektrik, akibatnya kedua sifat ini dapat secara bersamaan disediakan untuk substrat polimer dengan lapisan permukaan dengan lapisan graphene tipis. Selain itu, proses pelapisan semacam itu memberikan substrat dari: penindasan air, kekerasan permukaan yang lebih tinggi, gesekan rendah, pelumasan diri, sifat penghalang gas, dan banyak fungsionalitas lainnya. Poliolefin memiliki sifat non-polar dan karenanya graphene sangat menempel di permukaannya. Grafit nano-kristalin dapat digunakan sebagai prekursor graphene dalam beberapa proses kimia (e.G., Sintesis grafit oksida dengan metode hummer), selain itu dapat membatasi » Langsung diterapkan pada permukaan substrat poliolefin (e.G., polietilen) untuk menutupinya dengan multilayer graphene tipis. Secara khusus, grafit nano-kristalin dengan sempurna mengelupas di bawah penerapan kombinasi gaya geser dan gesekan dan lapisan tunggal graphene yang dihasilkan menyebar dengan sempurna dan menempel pada permukaan substrat polietilen polietilen. Bahan polimer tersebut dapat digunakan sebagai pengganti ITO (indium-tin oxide) dan dalam fabrikasi perangkat elektronik yang berbeda. Di sini fabrikasi sensor deformasi resistif transparan berdasarkan film polietilen densitas rendah yang dilapisi oleh multilayer graphene dijelaskan. Perangkat seperti itu sangat masuk akal dan menunjukkan perilaku reversibel yang tinggi dan dapat direproduksi. « lebih sedikit

Resistansi keausan superior pelapis berlian dan DLC

Artikel Jurnal Erdemir, Ali; Martin, Jean – Pendapat Terkini di Solid State dan Material Science

Sebagai bahan yang paling dikenal, berlian dan pelapisnya terus menghasilkan perhatian yang signifikan untuk aplikasi yang ketat yang melibatkan kondisi tribologis yang ekstrem. Demikian juga, karbon seperti berlian (DLC, terutama pelapis karbon amorf tetragonal, TA-C) juga mempertahankan minat tingkat tinggi untuk berbagai aplikasi industri di mana efisiensi, kinerja, dan keandalan sangat penting. Selain itu, ikatan kovalen yang kuat atau pelapis SP 3 -hybridizaiton dalam berlian dan TA-C memastikan kekerasan mekanik yang tinggi, kekakuan, stabilitas kimia dan termal yang membuatnya cocok untuk kondisi tribologis yang keras yang melibatkan berkecepatan tinggi, beban, dan suhu. Secara khusus, sifat kimia dan mekanik yang unik dari permukaan berlian dan ta-c memainkan anmore » Peran penting dalam perilaku gesekan dan keausan yang tidak biasa. Seperti halnya semua tribomaterial lainnya, pelapis berlian dan TA-C sangat berinteraksi dengan spesies kimia di lingkungannya selama geser dan karenanya menghasilkan lapisan permukaan atas yang pasif secara kimia yang pada akhirnya menentukan tingkat gesekan dan keausan. Film berlian mikro-kristal tebal paling disukai untuk aplikasi perkakas, sedangkan film berlian nano/ultranano-krysalline yang lebih tipis cocok untuk perangkat mekanis mulai dari nano- (seperti NEM) hingga micro- (MEMS dan AFM Tips) serta pengungkapan scale macro termasuk pompa mekanik micro-. Lapisan TA-C akhir-akhir ini menjadi sangat diperlukan untuk berbagai aplikasi otomotif dan digunakan dalam volume yang sangat besar dalam tappet, pin piston, cincin, dan berbagai roda gigi dan bantalan, terutama di pasar Asia. Makalah ini dimaksudkan untuk memberikan tinjauan komprehensif tentang perkembangan terbaru dalam tribologi film super-keras dan DLC (TA-C) dengan penekanan khusus pada mekanisme gesekan dan keausan mereka yang merupakan kunci untuk kinerja tribologis yang luar biasa dalam kondisi tribologis yang keras keras. Akhirnya, berdasarkan hasil penelitian terbaru, makalah ini juga akan berupaya untuk menyoroti apa yang ada di depan untuk film -film ini dalam tribologi dan aplikasi industri yang menuntut lainnya. « lebih sedikit

Dikutip oleh 57

• https: // doi.org/10.1016/j.Cossms.2018.11.003
• Teks lengkap tersedia

Pelumas padat berbasis graphene mengurangi gesekan dan keausan

Lafayette Barat, Ind. -Peneliti telah menciptakan jenis baru pelumas non-cair yang telah terbukti mengurangi gesekan dan keausan secara signifikan dalam kondisi ekstrem yang ditemukan di berbagai aplikasi, dari kompresor udara hingga sistem rudal.

Komposit bebas cairan baru terbuat dari bubur bahan yang disebut graphene, seng oksida, dan polimer polyvinylidene difluoride. Graphene adalah lapisan karbon yang sangat tipis yang memiliki banyak aplikasi teknologi potensial, termasuk pelumasan.

“Ini memiliki konduktivitas termal yang unggul, kekuatan tinggi dan memberikan gesekan ultralow,” kata Vilas Pol, seorang profesor teknik kimia di Universitas Purdue.

Partikel nanosize seng-oksida yang dikembangkan tim memungkinkan pelumas menempel pada permukaan logam, dan polimer mengikat seluruh campuran bersama-sama, kata mahasiswa pascasarjana teknik kimia Arthur Dysart.

Pelumas yang solid diperlukan untuk aplikasi seperti kompresor udara, peralatan yang digunakan dalam industri makanan, kendaraan ruang angkasa, mekanisme rantai-dan-rantai, pengencang yang ditemukan di lingkungan suhu tinggi, sistem rudal, printer berkecepatan tinggi, motor hidrolik di rigredan, crane dan kendaraan militer, rig drive berkinerja tinggi, rig drilling berkinerja tinggi, rig drilling berkinerja tinggi, rig drilling berkinerja tinggi dan drilling drilling-rig.

“Penyebab mendasar dari kegagalan mekanik adalah gesekan dan keausan, sehingga mengurangi faktor -faktor ini meningkatkan kinerja dan masa pakai banyak sistem mekanik,” kata farshid sadeghi, purdue’S Cummins Distinguished Profesor Teknik Mesin. “Meskipun ada kemajuan baru-baru ini, pelumas cair tidak dapat digunakan dalam situasi suhu tinggi atau tekanan rendah seperti lingkungan vakum, sehingga pelumas solid-state kering adalah alternatif yang layak untuk rekan cair mereka di lingkungan operasi yang ekstrem yang ekstrem.”

Gambar ini, yang diambil menggunakan mikroskop elektron pemindaian dan spektroskopi sinar-X-ray energi, menunjukkan partikel seng dalam jenis baru pelumas non-cair yang dikembangkan oleh para peneliti di Purdue University. (Gambar Universitas Purdue/Arthur Dysart) Unduh Gambar

Peneliti menguji permukaan baja tahan karat yang dilapisi dengan pelumas baru.

“Kami mengujinya di bawah skenario terburuk,” kata mahasiswa pascasarjana teknik mesin Abdullah a. Alazemi.

Temuan dirinci dalam makalah penelitian yang diterbitkan pada 11 Juli di jurnal Carbon.

“Daya tahan dan ketahanan lapisan perekat ini menunjukkan potensi luar biasa sebagai pelumas kering untuk aplikasi penahan beban tinggi,” Kata Pol.

Para peneliti menemukan bahwa pelumas gabungan membuat film yang secara signifikan meningkatkan gesekan dan pengurangan keausan. Analisis Spektroskopi Raman Bekas Luka Mengungkapkan Film Pelindung Persisten Ini Pada Permukaan Kontak.

Daftar lengkap kertas’rekan penulis tersedia di abstrak.

Penelitian sedang berlangsung, dan pekerjaan di masa depan direncanakan dengan mitra industri. Para peneliti mengajukan paten melalui Purdue Research Foundation’S Office of Technology Komersialisasi.

Farshid Sadeghi, 765-494-5719, [email dilindungi]

ABSTRAK

Pelumas Padatan Kering Tersier Novel pada Permukaan Baja Mengurangi Gesekan dan Keausan yang Bersiap Dalam Kondisi Beban Tinggi

Abdullah a. Alazemi A, 1, Arthur D. Dysart B, 1, Steven J. Shaffer C, Vilas G. Pol B, *, Lars-Erik Stacke D, Farshid Sadeghi A, **

Sekolah Teknik Mesin, Universitas Purdue, Lafayette Barat, Indiana 47907, Amerika Serikat, B Davidson School of Chemical Engineering, Universitas Purdue, C Bruker Nano Surfaces Division, San Jose, Calif., D SKF Teknologi Bisnis Digital, Göteborg, Swedia

Film komposit graphene-zinc oksida baru dibuat dan dipelajari sebagai pelumas solid-state untuk gesekan dan pengurangan keausan dalam kondisi beban ekstrem. Komposit bebas cairan terbuat dari bubur graphene, seng oksida, dan poliviniliden difluorida berputar-berputar ke substrat stainless steel. Kinerja tribologis yang ditingkatkan diukur dalam kondisi sekitar menggunakan tribometer bola-disk dengan tekanan kontak hingga 1.02 IPK dan jarak geser hingga 450 m. Pelumas yang kaya graphene menunjukkan gesekan substansial dan pengurangan keausan (CA. 90%) dibandingkan dengan geser yang tidak diumumkan. Film gabungan mampu mempertahankan efek pelumasnya di bawah kondisi operasi yang ekstrem termasuk beban normal 15 N dan jarak geser 450 m. Mengikuti pengujian tribologis, analisis optik dan spektroskopi dari bekas luka yang terbentuk mengungkapkan film pelindung yang persisten pada permukaan bola dan disk. Kinerja tribologis yang sangat baik dari komposit yang kaya graphene ini disebabkan oleh efek adhesi dari seng oksida: seng melekat pada antarmuka kontak, mempertahankan kinerja tribologis yang lebih baik di bawah tekanan kontak tinggi. Daya tahan dan ketahanan lapisan perekat ini menunjukkan potensi luar biasa sebagai pelumas kering untuk aplikasi penahan beban tinggi.

Materi yang disediakan oleh Universitas Purdue

Lapisan graphene secara dramatis mengurangi keausan dan gesekan pada permukaan baja geser

(Phys.org) —Kadang, yang diperlukan hanyalah sejumlah kecil bahan untuk membuat perbedaan besar. Para ilmuwan di Argonne National Laboratory baru-baru ini menemukan bahwa mereka dapat menggantikan lapisan graphene setebal satu atom untuk pelumas berbasis minyak pada permukaan baja geser, memungkinkan pengurangan dramatis dalam jumlah keausan dan gesekan.

Studi baru yang dipimpin oleh Argonne Material Ilmuwan Anirudha Sumant dan Ali Erdemir menunjukkan bahwa graphene mampu secara drastis mengurangi laju keausan dan koefisien gesekan (COF) baja. Pengurangan yang ditandai dalam gesekan dan keausan dikaitkan dengan geser rendah dan sifat graphene yang sangat protektif, yang juga mencegah oksidasi permukaan baja saat hadir pada antarmuka kontak geser.

Bantalan bola stainless steel membentuk bagian integral dari banyak mesin mekanik yang bergerak, mulai dari kipas meja hingga turbin angin raksasa.

“Mengurangi kerugian energi dan bahan dalam sistem mekanik yang bergerak ini karena gesekan dan keausan tetap menjadi salah satu tantangan rekayasa terbesar di zaman kita,” kata Sumant.

Pelumas saat ini mengurangi gesekan dan keausan baik melalui penggunaan aditif yang tidak ramah lingkungan, atau dalam beberapa kasus, pelumas padat seperti molibdenum disulfida atau asam borat. Pelumas berbasis minyak perlu diterapkan secara konsisten, menghasilkan limbah tambahan. Biaya menerapkan pelapis pelumas padat agak tinggi dan karena ketebalan yang terbatas, mereka tidak bertahan lama dan juga harus diterapkan kembali secara mahal.

Di sisi lain, pelapis yang terbuat dari serpihan graphene tidak berbahaya bagi lingkungan dan dapat bertahan lama karena kemampuan serpihan untuk mengarahkan diri mereka sendiri selama siklus keausan awal, memberikan COF rendah selama geser.

Sumant dan Erdemir memperkirakan bahwa berkurangnya kehilangan energi menjadi gesekan yang ditawarkan oleh bahan baru akan menghasilkan penghematan energi potensial dari 2.46 miliar kilowatt-jam per tahun, setara dengan 420.000 barel minyak.

“Menerapkan atau menerapkan kembali lapisan graphene tidak memerlukan langkah-langkah pemrosesan tambahan selain hanya menaburkan sejumlah kecil solusi pada permukaan yang menarik, membuat proses ini sederhana, hemat biaya, dan ramah lingkungan,” kata Diana Berman, seorang peneliti postdoctoral di Argonne’s Center for Nanoscale Materials (CNM)).

“Sangat menarik untuk melihat bagaimana bahan setebal satu atom mempengaruhi sifat-sifat pada skala yang lebih besar,” kata Sumant. “Saya percaya bahwa graphene memiliki potensi sebagai pelumas yang solid dalam industri otomotif dan, setelah sepenuhnya berkembang, itu dapat memiliki dampak positif pada banyak aplikasi mekanik yang dapat menyebabkan penghematan energi yang luar biasa.”

Sumant dikaitkan dengan CNM Argonne, sementara Erdemir bekerja untuk Divisi Sistem Energi Argonne. Pendanaan berasal dari kantor penelitian dan pengembangan yang diarahkan laboratorium Argonne.

Tim baru -baru ini menerbitkan temuan mereka di dua makalah berturut -turut di High Impact Journal Karbon.

Informasi lebih lanjut: D. Berman, a. Erdemir, a.V. Sumant: beberapa lapisan graphene untuk mengurangi keausan dan gesekan pada permukaan baja geser. Karbon, 54, 454-459 (2013)

D. Berman, a. Erdemir, a.V. SUMANT: KEKUATAN DAN GRICTION yang Diaktifkan oleh Lapisan Graphene pada Permukaan Baja Geser dalam Nitrogen Kering, Karbon, di media. www.sciencedirect.com/sains/… ii/s0008622313002108

Informasi Jurnal: Karbon

Kutipan: Lapisan graphene secara dramatis mengurangi keausan dan gesekan pada permukaan baja geser (2013, 26 April) diambil 18 Mei 2023 dari https: // phys.org/news/2013-04-graphene-layers-friction-steel-surfaces.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang dapat direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.