16551

1770 دكتري

دكتري

طراحي كاربردي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

1399

چهارده، 95ص. : مصور، جدول، نمودار

صالح اكبرزاده ، سعيد ضيايي راد

محسن اصفهانيان، رضا انصاري، محمدرضا فروزان، حميدرضا سليمي جزي

1400/05/18

كتابنامه

مهندسي مكانيك

مهندسي مكانيك

1400/05/18

2665117

در دهههاي اخير، افزودن نانوذرات به روانكارهاي پايه، تحولات بزرگي را در حوزه تريبولوژي ايجاد كرده است. در اين ميان، نانوذرات كربني و در ميان نانوذرات كربني، نانوذر ه الماس جايگاه بسيار متمايز و ويژ هاي را كسب كرد هاند. از سويي ديگر، اخيرا و با جديتر شدن ملاحظات زيست محيطي، روانكارهاي پايه آب نيز توجه پژوهشگران را به خود جلب كرد ه است. در پژوهش حاضر، اثر ضداصطكاكي و ضدسايشي نانوالماس در آب، به روش آزمايشگاهي و با استفاده از دستگاه چرخان گوي بر روي ديسك بررسي شد ه و كاهش 70 % و 88 % به ترتيب در اصطكاك و سايش به ثبت رسيد هاست. اين بهبود عملكرد به اثر غلتش ي نانوذرات الماس و همچنين مشاركت اين نانوذرات در تشكيل يك فيلم محافظ پايدار نسبت داده ميشود. در اين پژوهش، ضمن بررسي نتايج استفاده از نانوالماس به عنوان افزودني به روانكار پايه، سازوكارهاي مرتبط با فعالسازي اثر ضدسايشي- ضد اصطكاكي نانوالماس نيز به كمك شبيهسازي ديناميك مولكولي مورد بررسي قرار گرفته است. اثر جنس سطح به عنوان يكي از پارامترهاي موثر براي اولين بار مورد مطالعه قرار گرفته است. نتايج بهوضوح نشان ميدهد كه نانوذرات الماس تنها در شرايطي كه سطوح درگير از سختي نسبي بالايي برخوردار باشند، باعث كاهش اصطكاك و سايش ميشوند و در شرايط عكس، عملكرد نامطلوبي خواهند داشت. همچنين در اين پژوهش نقش اندازه نانوذرات مجتمع شده به عنوان يك عامل تاثيرگذار بر كيفيت عملكرد نانوروانكار الماس مورد بررسي قرارگرفته است. هرچه توزيع اندازه نانوذرات گندله شده در نانوروانكار كمتر باشد، نتايج عملكرد بهتر در كاهش اصطكاك و سايش را نشان ميدهد. همچنين اثر غلظت وزني محلول كلوئيدي بر عمكلرد تريبولوژيكي نانوروانكار نيز مورد بررسي قرارگرفته است و غلظت بهينه براي رفتار اصطكاكي و سايشي يافت شده است. از يافتههاي اصلي اين پژوهش بررسي اثر فرآيند آماد هسازي نانوروانكار، بر عملكرد تريبولوژيكي آن است كه تاكنون در پژوهشهاي پيشين گزارش نشد هاست. بر اساس نتايج، فرآيند سونيكيشن در آماده سازي نانوروانكار، باعث ايجاد تغييرات در ساختار الماسي نانوذره شده كه بر روي رفتار غلتشي اين نانوذرات تاثير خواهد داشت. رفتار غلتشي نانوذرات و تغييرساختار شبكه كريستالي آنها، بوسيله شبيهسازي ديناميك مولكولي مورد ارزيابي دقيقتر قرار گرفته است. نتايج حاصله از شبيهسازي، پرده از ريشهها و دلايل اصلي نتايج حاصل از روش آزمايشگاهي برداشته است. نتايج بدست آمده در اين پژوهش ميتواند را هگشاي توسعه استفاده از نانوذرات الماس در روانكاري صنعتي و همچنين توسعه و كاربرديسازي روانكارهاي پايهآب دوستدار محيط زيست گردد.

The tribological performance of nanodiamonds (ND) in aqueous suspensions was investigated via experiments and molecular dynamics (MD) simulations. The results indicated that the introduction of ND significantly improved the naturally poor lubrication ability of water. The best performance was characterized by reductions of 70% and 88% in friction and wear, respectively. The enhancement of the tribological performance was mainly attributed to the ball-bearing effect of the ND. According to the results, the above-mentioned mechanisms would be activated in special condition. Findings determined that the hardness of the counterparts would be a key factor. The rolling motion of the nanodiamond particles was verified by MD simulation. Moreover, results indicated that the lubrication quality of the ND was affected by the sonication process in the nano lubricant preparation.

صالح اكبرزاده ، سعيد ضيايي راد

محسن اصفهانيان، رضا انصاري، محمدرضا فروزان، حميدرضا سليمي جزي