Nanoaditivos para reduzir o atrito e o desgaste
Nanopartículas, que variam de metais e óxidos de metais a nanomateriais de carbono, começaram a desempenhar um papel importante como aditivos de lubrificantes, devido à sua excepcional estabilidade térmica em temperaturas elevadas.
O tamanho das nanopartículas permite que elas adiram e suavizem as irregularidades nas superfícies de contato. Além disso, sua alta proporção entre superfície e volume facilita a interação com o ambiente.
Aditivos de nanopartículas ou nanoaditivos têm um tamanho de partícula inferior a 100 nanômetros (nm), em pelo menos uma dimensão. Em comparação, um cabelo humano tem aproximadamente 80.000-100.000 nm de largura.
Os nanoaditivos demonstraram sua capacidade de reduzir o atrito e o desgaste dos lubrificantes, mesmo em concentrações inferiores a 1% em peso. Isso foi possível por vários métodos:
- O efeito de rolamento de esferas, onde as nanopartículas atuam efetivamente como rolamentos de esferas entre duas superfícies, reduzindo assim o atrito e o desgaste;
- Efeito de filme protetor, onde as nanopartículas formam um filme antidesgaste;
- Efeito de remendo (mending effect), onde as nanopartículas se depositam em uma superfície e compensam a perda de massa;
- Efeito de polimento, onde as nanopartículas atuam como abrasivo, reduzindo a rugosidade da superfície.
Com o crescimento da nanotecnologia, não é surpreendente que os nanomateriais constituam uma das tecnologias mais revolucionárias no campo da tribologia. Devido à miríade de materiais, uma extensa pesquisa foi conduzida para encontrar os nanoaditivos com o desempenho ideal.
Um fator que tem sido amplamente considerado é a alta energia superficial das nanopartículas que promove a agregação, especialmente quando a temperatura ou a pressão aumenta. A modificação química ou funcionalização da superfície das nanopartículas é a chave para a dispersão uniforme das nanopartículas no lubrificante de base e a síntese de lubrificantes de alto desempenho. O revestimento da superfície com os grupos funcionais impede a transferência de material e a soldagem a frio das superfícies de contato. A estrutura híbrida significa que essas nanopartículas são macias por fora e rígidas por dentro, permitindo uma boa funcionalidade do lubrificante com excelente capacidade de suporte de carga.
Leia o restante do artigo na revista LUBES EM FOCO – edição 81, apresentada abaixo:
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