بررسی اثر ضدسایشی نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید در روغن موتور چند درجه‌ای در مقایسه با روغن موتور معمولی

پژوهش های کاربردی در شیمی

مقاله 8، دوره 12، شماره 1، خرداد 1397، صفحه 71-82   

نوع مقاله: پژوهشی

نویسندگان

فرشته قربانی نایینی^{* 1}؛ حمیدرضا اسکندری²؛ داود ابراهیمی³

¹دکتری شیمی فیزیک، پژوهش نفت ایرانول، تهران، ایران

²کارشناس ارشد شیمی آلی، پژوهش نفت ایرانول، تهران، ایران

³کارشناس ارشد شیمی فیزیک، پژوهش نفت ایرانول، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش، عملکرد ضدسایشی روغن موتور حاوی نانوماده افزودنی نسبت به روغن موتور معمولی با استفاده از روش‌های آزمایشگاهی، مورد مقایسه و ارزیابی قرارگرفت. برای این منظور نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید (Fe3O4) بهعنوان نانوماده افزودنی به روغن موتور ایرانول ریسینگ SAE10W40 انتخاب شد. در ابتدا پایداری نانوسیال به دست آمده با نانوذرات با استفاده از دستگاه اندازه‌گیری جذب مرئی- فرابنفش و پتانسیل زتا تأیید شد. مشخصات نانوذرات آهن اکسید با روش‌های دستگاهی میکروسکوپی تونل‌زنی روبشی (STM)، طیف‌سنجی تفکیک انرژی (EDS) و طیف‌سنجی فروسرخ تبدیل فوریه (FTIR) بررسی شد. نانوذرات دارای قطری در گستره 8 تا 13 نانومتر بودند. همچنین، توزیع اندازه نانوذرات با استفاده از دستگاه پراکندگی نور دینامیکی مورد بررسی قرار گرفته است. عملکرد ضدسایشی نانوذرات Fe3O4 در روغن چند درجه‌ای با آزمون‌های چهار ساچمه و فالکس بررسی شد. بررسی نتایج به‌دست آمده به‌طور کلی بیانگر بهبود عملکرد ضدسایشی روغن موتور ناشی از افزودن نانوذرات بود. نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید با غلظت 1/0 درصد، افرایش قدرت جوش خوردگی روغن موتور چند درجه‌ای از 32/76 به 74/92 کیلوگرم نیرو و افزایش شاخص بار سایش از 250 به 315 کیلوگرم نیرو را در آزمون چهار ساچمه از خود نشان می‌دهد. افزون بر آن باعث افزایش حد تحمل بارهای خطی از 1160 به 1220 پوند نیرو در مقایسه با روغن موتور معمولی شده است.

کلیدواژه‌ها

روغن موتور چند درجه‌ای؛ نانوذرات مغناطیسی آهن اکسید؛ ضدسایش؛ نانوماده افزودنی

مراجع

[1]. سلیمانی ارده جانی، م؛ فضلی خانی، م؛ ویسمه، ر؛ فرجی دانا، س؛ معدن کن، ر؛ شمس، ع؛ عباسپور، س؛ کلانترنیا، ع؛ “ کتاب جامع صنعت روانکار ایران”، انتشارات شرکت دانش پژوهان نو آور با مشارکت شرکت نفت ایرانول، ایران، صفحه 1-440، 1387.

[2]. Chen, L.; Zhang, D.; Chen, J.; Zhou, H.; Wan, H.; Mater. Sci. Eng. A. 415, 156-161, 2006.

[3].  سلیمانی اسبو کلایی، ص؛ “بررسی رفتار اصطکاک و ساییدگی آمیخته ای از نانوذرات در روغن‌های روانکار “، پایاننامه کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، 1389.

[4]. شکرریز، م؛ روزبهانی، آ؛ بیابانی، ط؛ وکیلی، ف؛ نشریه پژوهش‌های کاربردی در شیمی، سال هفتم، شماره 4،69-63، 1392.

[5]. Joly-Pottuz, L.; Vacher, B.; Ohmae, N.; Martin, J.M.; Epicier, T.; Tribology Letters 30, 69-80, 2008.

[6]. Joly-Pottuz, L.; Vacher, B.; Le, M.; Martin, J. M.; Mieno, T.; He, C.N.; Zhao, N.Q.; Tribology Letters 29, 213–219, 2008.

[7]. Chou, C.C.; Lee, S.H.; J. Mater. Synth. Process. 201, 542–54, 2008.

[8]. Joly-Pottuz, L.; Dassenoy, F.; Belin, M.; Vacher, B.; Martin, J.M.; Fleischer, N.; Tribology Letters, 18(40, 477-485. 2005.

[9]. Bakunin, V.N.; Suslov, A.Yu.; Kuzmina, G.N.; Parenago, O.P.; J. Nano. Res. 6, 273–284, 2004.

[10]. Bissessur, R.; Liu, P.K.Y.; Solid State Ionics, 177, 191–196, 2006.

 [11]. Haviland, M.L.; Goodwin, M.C.; SAE Technical Paper 790, 945, 1979.

[12]. Haviland, M.L.; Linden, J.L.; SAE Technical Paper 821,227,1982.

[13]. گیوه‌کی، ت؛ قاسمی، آ؛ نجفی، ف؛ باغشاهی، س؛ نعمتی، ع؛ مجله‌ی علم و مهندسی سرامیک 1، 19-9، 1391.

[14]. Ramachandran, S.B.; Int. J. Sci. Res. Public. 5, 1-4, 2015.

[15]. Kalyani, R.; Chockalingam, G.; Gurunathan, K.; Adv. Sci. Eng. Med. 8, 228-232, 2016.

[16]. Wang, S.; Liu, S.; Liu, T.; Proceedings of Int. Conference on Consumer Electronics, Communications and Networks (CECNet), XianNing, China, 4960 – 4963, 2011.

[17]. Jang, J.H.; Lim, H.B.; Microchem. J. 94, 148–158, 2010.

[18]. Saurín, N.; Espinosa, T.; Sanes, J.; Carrión, F.J.; Bermúdez, M.D.; Lubricants. 3, 650-663, 2015.

[19]. Bermúdez, M.D.; Jiménez, A.E.; Sanes, J.; Carrión, F.J.; Molecules 14, 2888-2908, 2009.

[20]. Yu, X.; Jiang, Z.; Wei, D.; Zhou, C.; Huang, Q.; Yang, D.; Wear. 302 (1-2), 1286-1294, 2013.

[21]. Patel, S.J.; Deheri,G.M.; Patel, J.R.; Tribology in Industry 36, 259-268, 2014.

[22]. Patel, J.R.; Deheri, G.; Mech. Eng. 14, 89-99, 2016.

[23]. Song, X.; Qiu, Z.; Yang, X.; Gong, H.; Zheng, S.; Cao, B.; Wang, H.; Möhwald, H.; Shchukin, D.; Chem. Mater. 26(17), 5113-5119, 2014.

[24]. Huang, W.; Shen, C.; Liao, S.; Wang, X.; Tribol. Lett. 41(1), 145-151, 2011.

[25]. Ellahi, R.; Zeeshan, A.; Hassan, M.J.; Zhejiang Univ-Sci A (Appl Phys & Eng).1-12, 2015.

[26]. قرایلو، د؛ مراده، س؛ مجله دانش آزمایشگاهی ایران 1، 20-14، 1394.

[27].   قرایلو، د؛ معین درباری، م؛ مجله دانش آزمایشگاهی ایران 1، 36- 30،1392.

[28]. Silva, V.A.J.; Andrade, P.L.; Silva, M.P.C.; Bustamante, A.; Santos, L.D.; Valladares, D.; Albino, A.; J. Magn. Mater. 343, 138-143, 2013.

[29]. Mahdavi, M.; Bin Ahmad, M.; Jelas Haron, Md.; Namvar, F.; Nadi, B.; Zaki Ab Rahman, M.; Amin, J.; Molecules 18, 7533-7548, 2013.

[30]. Sharafi, A.; Seyedsadjadi, M.; Int. J. Bio-Inorg. Hybrid Nanomater 3, 437-441, 2013.

[31]. Andrade, A.L.; Souza, D.M.; Pereira, M.C.; Fabris, J.D.; Domingues, R.Z.; Cerâmica 55, 420-424, 2009.

[32]. Spânu, C.; Rîpă, M.; Ştefănescu, I.; Deleanu, L.; The Annals of University “Dunarea de Jos” of Galati Fascicle VIII, Tribology 13, 99-103, 2007.

[33]. ASTM D2783-03, Standard Test Method for Wear Preventive Characteristics of Lubricating Fluid (Four-Ball Method).

[34]. ASTM D3233-93 (Reapproved 1998), Standard Test Method for Measurement of Extreme Pressure Properties of Fluid Lubricants (Falex Pin and Vee Block Method).

[35]. Srinivas, V.; Kodanda Rama Rao, Ch.; Abyudaya, M.; Siva Jyothi, E.; Uni. J. Mech. Eng. 2, 220-225, 2014.

[36].  شکرریز، م؛ حاجی علی اکبری، ف؛ ابراهیم‌پوررضایی، آ؛ مجله پژوهش نفت 80، 62-54، 1392.

[37]. حسینی، س.ح.؛ محمدی، م؛ مجله فناوری نانو 4، 32-28، 1392.

[38]. Safaei-Naeini, Y.; Aminzare, M.; Golestani-Fard, F.; Khorasanizadeh, F.; Salahi, E.; Iranian J.Mater. Sci.Eng. (IJMSE) 9(1), 62-68, 2012.

[39]. Srinivas Rao, D.; Kishora Dash, R.; Adv. Mater. Lett. 6(3), 247-251, 2015.

[40]. Ching-Song, J.; Der-chi, T.; Tun-Ping, T.; Chang, H.; Tsing-Tshih, T.; Chih-Yu, L.; Chi-Hsiang, L.; Rev. Adv. Mater. Sci. 10, 283-288, 2005.

[41]. Sadeghi, R.; Etemad, S.Gh.; Keshavarzi, E.; Haghshenasfard, M.; Microfluid Nanofluid 18 (5-6), 1023-1030, 2014.

[42]. Atiya, E.G.; Mansour, Diaa-Eldin A.; Khattab, R.M.; Azmy, A.M.; IEEE. Trans. Dielectr. Insul. 22(5), 2463-2472, 2015.