روانکاری هوشمند چرخ دنده‌ها با نانوکامپوزیت‌

به گزارش پدال نیوز به نقل از ایسنا، دکتر محمدرضا اکبرپور، عضو هیأت علمی دانشگاه مراغه با اشاره به عدم کارایی روان‌کارهای مایع در شرایط خاص محیطی، گفت: روان‌ کننده‌های مایع در شرایط خاصی از قبیل دمای بسیار بالا یا پایین، خلأ، تابش و یا فشار تماسی شدید عملکرد مطلوبی ندارند و ممکن است موجب آسیب رساندن به تجهیزات شوند. در این شرایط استفاده از روان‌کارهای جامد می‌تواند به کاهش اصطکاک کمک کند.
 
وی در عین حال با تاکید بر اینکه روان‌کارهای جامد نیز با چالش‌هایی روبه‌رو هستند، خاطر نشان کرد: یکی از این‌ چالش‌ها مشکلات مربوط به عرضه‌ مداوم روان‌کار بر روی سطوح در تماس است.
 
اکبرپور یکی از رویکردها برای رفع عیوب روان‌کننده‌های جامد را ایجاد سطوحی با خاصیت خودروان‌کاری دانست و ادامه داد: بر این اساس ما در این تحقیق تلاش کردیم با بهره‌گیری از فناوری نانو، نانوکامپوزیت‌هایی با خاصیت خودروان‌کاری سنتز کنیم.
 
این محقق در رابطه با مکانیسم عملکرد نانوکامپوزیت‌های خودروان‌کار توضیح داد: نانوکامپوزیت‌های سنتز شده در این طرح دارای یک ماتریکس فلزی است که نانولوله‌های کربنی و نانوذرات سیلیسیم کاربید در آن پراکنده شده‌ است. این نانوذرات نقش اصلی را در روان‌کاری سطح بازی می‌کنند. در واقع ماتریکس فلزی مانند مخزنی از نانولوله‌های کربنی روان‌کار است که به‌طور پیوسته این ذرات را بین سطوح در تماس منتشر کرده و موجب تسهیل حرکت آنها می‌شود.
 
اکبرپور خاطرنشان کرد: نانوکامپوزیت‌های استفاده شده در خودروان‌ تولیدشده، متشکل از فلز مس به‌ عنوان زمینه و درصدهای مختلفی از نانوذرات سیلیسیم کاربید و نانولوله‌های کربنی به‌عنوان نانوذرات پراکنده با ترکیب دو فرایند متالورژی پودر ورقه‌ای و پرس گرم ساخته ‌شده‌ است. پس از اتمام فرایند ساخت، آزمون‌های مشخصه‌یابی به‌منظور بررسی ساختار نانوکامپوزیت انجام شده‌است. در نهایت نیز نانوکامپوزیت تولیدشده از حیث مشخصه‌های عملیاتی نظیر سختی، سایش و اصطکاک مورد بررسی قرار گرفته‌است.
 
محقق طرح تصریح کرد: نانوکامپوزیت با ترکیب دو درصد حجمی سیلیسیم کاربید و 4 درصد حجمی نانولوله کربنی در بهینه‌ترین حالت ممکن قرار دارد و در مقایسه با مس تقویت نشده، ضریب اصطکاک آن 60 درصد کاهش را نشان می‌دهد.
 
به گفته وی، کاربرد عمده‌ این نانوکامپوزیت‌ها، چرخ‌دنده‌ها و یاتاقان‌ها است.
 
این تحقیقات از سوی دکتر محمدرضا اکبرپور عضو هیأت علمی، سعید علی پور معصوم‌آباد و امین صفرزاده از دانش‌آموختگان مقطع کارشناسی دانشگاه مراغه اجرایی شده و نتایج آن در مجله‌ ‌ Composites Part B: Engineering با ضریب تأثیر 4.92 منتشر شده‌است.