A indústria automotiva exige produtos que trabalhem em condições extremas. O desenvolvimento de componentes é uma ação de aperfeiçoar os motores de combustão interna para que atinjam a vida requerida com níveis de desgaste aceitáveis, respeitando os limites legais de operação, como por exemplo, valores de emissões de poluentes. Diante dessas exigências, se faz necessário estudar componentes considerados críticos que conhecidamente influenciam no desempenho do motor. A tribologia do par válvula e sede de válvula de admissão é um importante conjunto que se deve ter atenção quanto ao seu desgaste, visto que pode influenciar na degradação do motor quanto aos parâmetros de emissões de poluentes e requisitos operacionais de manutenção e de vida do produto. O objetivo foi avaliar o comportamento do par tribológico, válvula e sede de válvula de admissão, submetidos a ensaios em dinamômetro e veiculares (condições reais de operação), quanto ao nível e tipo de desgaste ocorrido no par. Os resultados obtidos foram correlacionados com os requisitos de desempenho legais e operacionais de um motor ciclo diesel, como também foi realizada a caracterização do tipo de desgaste ocorrido no par tribológico e comparada com a literatura específica. Com base nos resultados, concluiu-se que ocorreu uma excelente compatibilidade entre a válvula e a sede da válvula de admissão; o nível de desgaste não prejudicou o desempenho do motor e as emissões de poluentes; o par tribológico atendeu aos requisitos de trabalho extremos, como operação em altas temperaturas e pressão de combustão com baixas taxas de desgaste; e os tipos de desgastes observados foram classificados como desgaste adesivo e sinais de deformação plástica. / Automotive industry demands products that work under extreme conditions. The development of components for internal combustion engines is an action to improve this product, so that it reaches the required life with acceptable levels of wear and respecting the legal operating limits, such as values of emission pollutants. In view of these requirements, it is necessary to study components considered critical, which are known to influence the performance of the engine. So within this universe the tribology of the intake valve and valve seat insert is an important set, that must receive attention to its wear and consequently its influence to the engine degradation in the parameters of emission pollutants and performance related to the operational maintenance requirements and life of the product. The aim of this work is to evaluate the behavior of the tribological intake pair, valve and valve seat insert, submitted to dynamometer and vehicular tests (real operating conditions), regarding the level and type of wear occurred in the pair. The results were compared with legal and operational performance requirements of a diesel cycle engine, as well as the characterization of the wear type occurred in the tribological pair, with the related literature. Based on the results it was concluded that there was excellent compatibility between the valve and the valve seat material; the wear level did not impar the engine performance and emissions of pollutants; the tribological pair meeting extreme work requirements, such as high temperature operation and combustion pressure while maintaining low wear rates. The wear types observed were classified as adhesive wear and slight signs of shear strain wear.

O presente trabalho aborda a modelagem unidimensional do regime misto de lubrificação para problemas caracterizados por condições genéricas de carga, velocidade e geometria. Tal modelagem foi desenvolvida a partir de modelos clássicos, tais como a equação de Reynolds relacionada com os fenômenos hidrodinâmicos, e as formulações de Greenwood & Williamson e Greenwood & Tripp utilizadas na descrição do contato de asperezas entre superfícies rugosas. A cavitação do fluido lubrificante foi considerada através dos modelos tradicionais de half-Sommerfeld e Swift-Steiber (Reynolds). Com relação à reologia do lubrificante, as possíveis variações de viscosidade devidas ao próprio campo de pressões hidrodinâmicas e às altas taxas de cisalhamento do fluido (\"shear-thinning\") foram também contempladas na modelagem proposta. Adicionalmente, quatro filtros não convencionais de rugosidade foram propostos e implementados com o objetivo de eliminar as distorções verificadas na definição do plano (ou linha) médio(a) de referência em topografias caracterizadas pela presença de vales profundos, tais como as obtidas após a aplicação da técnica de texturização a laser (LST). A definição adequada desse plano (ou linha) médio(a) de referência é imprescindível para a correta determinação dos parâmetros necessários para a utilização dos modelos de contato de Greenwood a partir das metodologias consideradas neste trabalho. Toda a modelagem unidimensional foi implementada em um programa computacional denominado VTL (\"Virtual Tribology Laboratory\"), cujo código fonte está disponível para qualquer usuário interessado em realizar simulações envolvendo sistemas lubrificados caracterizados por perfis com geometrias genéricas. A validação da modelagem unidimensional proposta foi verificada utilizando os resultados experimentais de um teste de atrito com movimento alternado (\"reciprocating test\") publicado na literatura. Como resultado, a correlação experimental dos resultados calculados com o programa VTL foi excelente. O programa VTL foi também utilizado para verificar a possibilidade da redução de atrito em sistemas lubrificados envolvendo superfícies planas texturizadas, como as obtidas utilizando a técnica de texturização a laser (LST). Devido à limitação unidimensional da modelagem proposta, as fileiras ortogonais de 7 micro-cavidades foram aproximadas como sendo ranhuras (\"grooves\") de dimensões fixas. Para tais situações, apesar da limitação comentada acima, a modelagem unidimensional proposta pode ser utilizada para analisar qualitativamente o mecanismo de micro-mancais responsável pela geração de pressão hidrodinâmica entre superfícies paralelas caracterizadas por esse tipo de micro-texturas. / This dissertation focuses on one dimensional modelling of the mixed lubrication regime for problems with general conditions of load, velocity and geometry. Such modelling was based on classical models, such as the Reynolds equation related to the hydrodynamic phenomena, and the Greenwood & Williamson and Greenwood & Tripp formulations for the description of the asperity contact between rough surfaces. Cavitation of the lubricant was considered adopting the well-known half-Sommerfeld and Swift-Steiber (Reynolds) models. As for the lubricant rheology, the viscosity-pressure dependence and viscosity-shear-thinning effects were considered. Furthermore, four non-conventional roughness filters were conceived and implemented in order to eliminate the distortions observed on the definition of the reference mean plane (or line) of topographies (or profiles) with deep valleys, such as those obtained with the laser surface texturing (LST) technique. The proper definition of the reference plane (or line) is indispensable for the calculation of the Greenwood\'s contact parameters according to the methodologies used in this work. The complete one dimensional modelling proposed was implemented as a computational program named Virtual Tribology Laboratory (VTL), an open source code available for any user interested in performing simulations of lubricated systems with generic profiles. In order to validate the one dimensional model, experimental results of a frictional reciprocating test published in the literature were considered for comparison. The correlations between the experimental and simulated results calculated with VTL were excellent. Simulations using the VTL program were also performed in order to evaluate the friction reduction potentialities of textured surfaces (LST). Due to the one dimensional model limitations, grooves were considered instead of micro-cavities (dimples). In such scenery, regardless the above mentioned limitations, the one dimensional modelling proposed yielded good qualitative descriptions of the micro-bearing mechanism that generates hydrodynamic load carrying capacity between parallel textured surfaces.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Manutenção Industrial, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor António Paulo Monteiro Baptista

Contém anexos / Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Mecânica, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Jorge Seabra

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-01-20Bitstream added on 2014-06-13T20:58:34Z : No. of bitstreams: 1 cornelio_gt_me_guara.pdf: 7494292 bytes, checksum: 4665b80734a19910838d0896e5face70 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O avanço da tecnologia de laminação incrementou as solicitações sobre os cilindros laminadores, e, portanto, o desenvolvimento de materiais mais resistentes ao desgaste, visando aumento da produtividade do laminador e melhor qualidade superficial dos produtos laminado, em especial tiras a quente. Como estudo de desgaste em campo é muito complexa devido à influência de diversos mecanismos e muitas vezes combinados entre si, os ensaios laboratoriais têm se mostrado como um meio mais fácil para estudar os materiais em serviço, além de auxiliar o projeto novas ligas. Dessa forma, foi proposto um ensaio de desgaste abrasivo puro para um tribômetro Plint & Partners, modelo TE-079, com o intuito de simular condições de utilização das últimas cadeira do trem acabador de um laminador de tiras a quente. Para sua validação foram utilizados três materiais: o ferro fundido de coquilhamento indefinido, o ferro fundido branco de alto cromo e o ferro fundido branco multicomponente, os quais apresentam comportamento conhecido em serviço. Esses materiais foram submetidos a uma caracterização metalográfica, microdureza e topografia de desgaste. Os resultado obtido mostraram-se coerentes com a prática observada na aplicação real, ou seja, reproduziram o comportamento de desgaste no laminador, sendo válida a proposta do ensaio tribológico. / The progress towards mill technology has increased the demand on the rolling mill rolls, and therefore, the development of wear resistant seekink productivity of the rolling mills and better superficial quality of the rolled products, especially in the hot strip mill has also increased. As the wear study in field is very complex due to the influence of several mechanisms wish are usually combined amongst themselves, the labs test have shown an easy way to study the materials in service, besides aiding the project of new leagues. In that way, a pure abrasive wear test was developed tribômetro Plint & Partners, model TE-079 with the intent of simulating the job conditions in the hot strip mill finishing chairs. For the validation three materials were used: an indefinite chill cast iron, a high chrome cast iron and a kind of multicomponent white cast iron, which presents knowm behavior in service. Those materials were submitted to a metallography characterization, microhardness measurement and wear topograpy observation. The obtained results were shown coherent with the practice observed in the real application, and then became possible a prediction of that behavior for the materials projects developed at laboratory, being valid the proposal of the rehearsal tribológico.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-01-15T21:40:47Z No. of bitstreams: 1 CamillaMilenaDeAraujoElpidio_DISSERT.pdf: 17725928 bytes, checksum: 6e516f8b9bc9d31d5c3b8d74ac2eaa55 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-01-17T13:19:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 CamillaMilenaDeAraujoElpidio_DISSERT.pdf: 17725928 bytes, checksum: 6e516f8b9bc9d31d5c3b8d74ac2eaa55 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-17T13:19:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CamillaMilenaDeAraujoElpidio_DISSERT.pdf: 17725928 bytes, checksum: 6e516f8b9bc9d31d5c3b8d74ac2eaa55 (MD5) Previous issue date: 2016-12-19 / O cabo de a?o ? um dos principais elementos em equipamentos de i?amento ou transporte de cargas. Durante o funcionamento dos equipamentos, tal elemento ? submetido ? movimentos oscilat?rios que promovem desgaste e at? mesmo forma??o de trincas no material. Com o intuito de avaliar os danos ocasionados em um cabo de a?o, submetido ? vibra??es de baixa amplitude, um aparato experimental foi elaborado e instalado a fim de simular o funcionamento de um sistema de eleva??o utilizando polias e um cabo de a?o com a seguinte constru??o: 1/4? 6x19 S AFA sZ polido. Neste aparato experimental, o cabo de a?o foi carregado com 25 N a fim de promover tensionamento adequado ao funcionamento do equipamento. Amostras de cabo foram coletadas e analisadas por Microscopia Eletr?nica de Varredura (MEV) e Espectroscopia por Energia Dispersiva (EDS) antes dos ensaios, ap?s ensaios de 120.000 ciclos e 3.000.000 ciclos. O presente trabalho revelou danos superficiais no material estudado inerentes ao processo de fabrica??o do cabo de a?o e possibilitou a visualiza??o do dano superficial sofrido pelo material em regi?es de contato espec?ficas do cabo de a?o, revelando diversos mecanismos de danos atuantes em um cabo de a?o solicitado por um par press?o x velocidade de deslizamento. Nos ensaios realizados, o aparato experimental foi configurado para promover movimento oscilat?rio com amplitude m?xima de 300 ?m a fim de simular golpes no cabo de a?o que se assemelham ?s rea??es de funcionamento desse sistema em campo. A defini??o dos m?todos de an?lises neste trabalho e a avalia??o do dano superficial provocado em laborat?rio ? fundamental para introduzir no mercado meios de manuten??o preditiva, al?m de produtos ou recursos para minimizar o desgate e, inclusive, aumentar o tempo de vida do material. / The steel wire rope is one of the main elements in lifting or weight load transportation equipments. During the operation of the equipments, the steel wire rope is subjected to oscillatory movements that cause wear and even cracking in the material. In order to evaluate the damage caused in a steel wire rope subjected to low amplitude vibrations, an experimental apparatus was designed and installed to simulate the operation of a lifting system using sheaves and a steel wire rope with the following construction: 1/4? 6x19 S FC RR bright. In this experimental apparatus, the steel wire rope was loaded with 25 N in order to exert the proper tension for the operation of the equipment. Steel wire rope samples were collected and analysed by Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) before the experiment, then after a run of 120,000 cycles and 3,000,000 cycles. This work revealed surface damages in the studied material inherent to the manufacturing process of the steel wire rope and allowed the visualisation of surface damage in specific contact regions of the steel wire rope, revealing several mechanisms of damage acting in a steel wire rope subjected to a pressure x slip speed pair. In the carried out tests, the experimental apparatus was configured to promote oscillatory motion with a maximum amplitude of 300 ?m in order to simulate shocks on the steel cable that resemble the operating reactions of this system in the field. The definition of the analysis methods in this study and the evaluation of the surface damage caused in the laboratory is fundamental to introduce means of predictive maintenance in the industry, as well as products or resources to minimize the wear and to increase the lifespan of the material.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T06:01:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 287361.pdf: 3040505 bytes, checksum: 052150010d3eb548d7d6334440669089 (MD5) / Um dos maiores motivadores de pesquisas mundiais, a redução do consumo de energia elétrica, é também motivo de inúmeras discussões relacionadas ao aquecimento global. No Brasil, no ano de 2008, 24% do consumo de energia elétrica foi demandado apenas no setor residencial, onde os equipamentos eletroeletrônicos são fortes responsáveis pelo consumo. Estima-se que, atualmente, somente a indústria de refrigeração seja responsável pelo consumo de 17% de toda a energia elétrica consumida nos Estados Unidos. Ultimamente um número elevado de pesquisas vêm sendo desenvolvidas, objetivando a redução do atrito e do desgaste. Estas pesquisas evoluíram desde sistemas lubrificados, passando pelo uso de aditivos e, finalmente, a utilização de revestimentos de lubrificantes sólidos. Muitas soluções encontradas esbarram em dificuldades de adequação de projetos e condições de aplicação severas. O uso de gases refrigerantes é um deles, uma vez que interfere diretamente na viscosidade de óleos lubrificantes e interfaces de contato de mancais. No presente estudo foi investigada a influencia de gases refrigerantes HFC134a e HC600a no comportamento tribológico de um revestimentos multifuncional de CrN-DLC. O objetivo deste estudo foi identificar tanto as perdas por atrito, quanto por desgaste deste revestimento em função das interações com os gases refrigerantes utilizados. Para entender tais propriedades foram propostos dois tipos de ensaios tribológicos: um para avaliar a durabilidade dos revestimentos em função de aplicação de cargas normais variáveis, e outro para determinação do coeficiente de atrito, bem como, da taxa de desgaste dos revestimentos nas duas atmosferas. Os corpos de prova e contracorpos foram caracterizados via espectroscopia Raman e EDS para identificar as modificações ocorridas nas interfaces de contato. Os resultados dos testes de durabilidade com gás refrigerante HFC134a apresentaram-se aproximadamente 40% superiores que os resultados dos testes com gás refrigerante HC600a. De modo similar, os valores de coeficiente de atrito também apresentaram valores maiores nos ensaios com gás refrigerante HFC134a. Entretanto, os resultados da taxa de desgaste do revestimento foram 50% menores nos testes com este gás refrigerante. Os contra corpos apresentaram uma taxa de desgaste muito mais elevada que nos corpos, atingindo valores acima de uma ordem de grandeza quando comparado aos valores da taxa de desgaste dos corpos. Através da caracterização química por espectroscopia Raman e EDS identificou-se a presença de compostos fluorados na tribocamada formada sobre a pista de desgaste do DLC, bem como, no contracorpo quando utilizado o gás refrigerante HFC134a. Entretanto, não foi detectada a transferência de DLC para as superfícies dos contracorpos. A presença de Flúor na tribocamada provavelmente está associada à degradação do gás refrigerante durante os ensaios tribológicos. Em contrapartida, nos ensaios com HC600a foi detectada a transferência de DLC para os contracorpos, conforme identificado nas análises via espectroscopia Raman. Todos os testes mostraram traços de oxigênio na tribocamada, os quais foram associados à presença de contaminantes adsorvidos nas amostras, bem como, à falta de hermeticidade da câmara de ensaio utilizada nos ensaios tribológicos. / One of the major drivers of global research, reducing energy consumption, is also a matter of considerable discussion related to global warming. In Brazil, in 2008, 24% of electricity consumption was consumed only in the residential sector, where electric-electronic devices are responsible for most part of this consumption. It is estimated that only the refrigeration industry is responsible for consuming 17% of all electricity consumed in the United States. Recently a great number of studies are being developed, aiming the friction and wear reducing. These studies evolving since lubricated systems, passing through the usage of additives in lubricant oils, and finally, arriving in the use of coatings of solid lubricants. Many solutions are hindered by difficulties of adaptation in projects and severe application conditions. The use of refrigerant gases is one of them, since it directly interferes with the viscosity of lubricant oils and contact interfaces of bearings. In the present study it was investigated the influence of the refrigerant gases HFC134a and HC600a on the tribological behavior of a multifunctional coatings of CrN-DLC. The aim of this study was to identify since the friction losses, as the wear of this coating due to interactions with the proposed refrigerant gases. To understand these properties have been proposed two types of tribological tests: one to evaluate the durability of the coating as a function of variable applied normal loads, and another to determine the coefficient of friction as well as the wear rate of coatings in both atmospheres. The specimens and counter bodies were characterized via Raman spectroscopy and EDS to identify the modifications on the contact interfaces. The durability tests results with refrigerant HFC134a showed durability of about 40% higher than tests with HC600a. Similarly, the coefficient of friction values were also higher in trials with HFC134a. However, the results of the wear rate of the coating were 50% lower in tests of this refrigerant. Counter body analysis showed a wear rate even higher, amounting to approximately one order of magnitude. The chemical characterization by Raman spectroscopy and EDS revealed the presence of fluorinated compounds in tribolayer formed on the wear track of DLC and counter body with refrigerant gas HFC134a. In these trials were not detected the DLC transference to the counter body surfaces. The presence of fluoride in tribolayer may be related to degradation of the refrigerant gas during the tribological tests. In contrast, in trials with HC600a were detected transferring of the DLC to the counter body, as presented in the analysis via Raman spectroscopy. All tests showed traces of oxygen in tribolayer, associated with contaminants adsorbed on the samples and the lack of hermeticity of the test chamber used in the tribological tests.

o trabalho de Krim e Windom [Phys. Rev B 38, 12184(1988)], que revelou a natureza viscosa do atrito em escala atômica, gerou uma intensa atividade tanto teórica quanto experimental. Contudo, questões fundamentais ainda se matém em aberto com opor exemplo a relação entre o coeficiente de atrito viscoso e a topologia do substrato assim como a dependência com a temperatura do substrato. Neste trabalho apresentamos os resultados, obtidos usando dinâmica molecular, para um modelo unidimensional de um sistema adsorvato/substrato. Pesquisamos diferentes relações de comensuração entre o adsorvato e o substrato assim como também a dependência do coeficiente de atrito fonônico, Nph, com a temperatura. Para todas as configurações estudadas obtivemos que o coeficiente de atrito fonônico depende quadráticamente da amplitude de corrugação do substrato, mas tem uma dependência não trivial com a razão de comensuração adsorvato/substrato. O resultado mais impressionante é que para relações de comensuração entre 0.65 e 0.9 o atrito fonônico é muito fraco. Nosso resultados podem explicar as diferencias encontradas na literatura em relação à magnitude do atrito de origem eletrônico e o de origem fonônico.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-01T04:04:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337499.pdf: 3616668 bytes, checksum: 5d5aef3c5b1c288568c3f8c612d16b27 (MD5) Previous issue date: 2015 / A lubrificação fluida é um ramo da tribologia bastante desenvolvido devido às inúmeras aplicações nos mais diferentes segmentos industriais. O regime de lubrificação limite é responsável por significativa parcela de perdas por atrito e desgaste em sistemas lubrificados. Por esse motivo, os óleos lubrificantes possuem aditivos em suas formulações para que os mesmos reajam com as superfícies em contato e movimento relativo para gerar tribofilmes antidesgaste na região do contato. Os aditivos possuem em sua composição química elementos como fósforo e enxofre que em grandes concentrações podem trazer danos à saúde humana e ao meio ambiente. Consequentemente, legislações cada vez mais severas pressionam para redução, ou até mesmo eliminação desses aditivos nos lubrificantes. Os DLC são revestimentos a base de carbono amorfo que possuem além de alta dureza e estabilidade eletroquímica, propriedades autolubrificantes. Portanto, os DLC possuem grande potencial para redução dos aditivos nos óleos, principalmente em regimes de lubrificação limite. Diversos estudos já foram conduzidos nesse sentido, contudo, a grande maioria deles utiliza óleos e aditivos da indústria automotiva de elevada viscosidade. É exatamente nesse ponto que o presente trabalho exerce grande avanço, pois avaliou o desempenho tribológico do DLC (a-C:H) em um cenário típico da indústria de compressores herméticos para refrigeração, ou seja, com lubrificante de baixa viscosidade (4,2mm²/s a 40°C). Para atingir os objetivos foram realizados testes com a configuração cilindro-plano (contato em linha), onde um cilindro desliza (movimento alternativo) sem rolar sobre uma superfície plana durante tempo e força normal pré-determinados. Os testes foram realizados a seco e repetidos com a presença do óleo. Foram analisadas as marcas de desgaste via microscopia óptica e eletrônica, interferometria óptica de luz branca, espectroscopia Raman e espectroscopia de energia dispersiva. Os resultados mostraram que o comportamento tribológico dos pares testados a seco são governados por tribocamadas, que por sua vez são formadas por partículas de desgaste oxidadas sujeitas a ação do contato. Além disso, foi encontrado carbono na forma de grafite nessas tribocamadas. A presença do óleo reduz o coeficiente de atrito dos pares testados e o aditivo BTP reage com as superfícies metálicas para formar tribocamadas antidesgaste. Mecanismos dúcteis atuam no desgaste do ferro fundido enquanto que no DLC ocorre degradação por mecanismo frágil. A sinergia entre tribocamadas provenientes da reação do aditivo com superfícies metálicas e a possível grafitização do DLC governam o desempenho tribológico dos pares envolvendo DLC e ferro fundido cinzento.<br> / Abstract : Liquid lubrication is a well-established technological branch due to several applications in different industrial segments. Boundary regime lubrication is responsible for a significant amount of frictional losses and wear in lubricated systems. For this reason, lubricating oils are usually formulated with different types of additives in order to form protective antiwear tribofilms on the real contact regions. Additives are composed of elements like phosphorus and sulfur that might be hazardous to human health and the environment when added in high concentrations. Therefore, severe regulations demand the reduction or even removal of such additives from lubricants. Diamond-like carbons (DLC) are a family of coatings containing high amounts of amorphous carbon that possess high hardness, chemical stability and self-lubricating properties. For this reason, DLCs have great potential in reducing the usage of additives in oils, especially in boundary lubrication regimes. Many studies have been conducted in this matter. However, these are mainly focused on automotive industry additives and oils with high viscosity. The main contribution of the present study is exactly on this point, since the hydrogenated DLC (a-C:H) in a typical hermetic compressors for refrigeration scenario was evaluated, with low viscosity oils (~4.2 mm²/s). The pair chosen was a cylinder vs plane, where the cylinder slides in a reciprocating movement without rolling on a plane surface during a constant time and normal load pre-determined. Dry and lubricated tests were conducted with the same configurations. Wear scars were analyzed using optical and electronic microscopy, white light interferometry, Raman spectroscopy and EDS. The results show that the tribological behavior of tested pairs under dry conditions are governed by tribolayers, generated by oxidized debris submitted to contact conditions. Furthermore, graphitic carbon was found in these tribolayers. Under lubricated conditions, the coefficient of friction (COF) is reduced and the BTP additive reacts with metallic surfaces in order to form antiwear tribolayers. Ductile mechanisms act in wear of cast iron while DLC wear occurs due fragile mechanisms. The synergy between tribolayers originated from reactions of the additive and metallic surfaces and DLC graphitization during friction determine the tribological behavior of pairs involving DLC and gray cast iron.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2012 / Made available in DSpace on 2013-06-25T18:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 313603.pdf: 2133318 bytes, checksum: b7be309203777ea9c96db6d4e4a8d521 (MD5) / No presente trabalho foi desenvolvido um método de produção em escala aumentada de nanopartículas de dissulfeto de molibdênio (MoS2). Foi utilizada a rota hidrotérmica para sua produção, sendo projetado um forno de aquecimento resistivo com capacidade para 9 autoclaves. Estas foram confeccionadas em aço SAE 310, revestidas internamente com politetrafluoretileno (PTFE), tendo 120 ml de volume interno cada. Este forno conta com um assoalho vibratório capaz de manter as autoclaves sob agitação constante, alcançando até dois modos vibracionais fundamentais do conteúdo líquido no interior delas. As sínteses foram desenvolvidas na temperatura de 220°C em períodos de 6, 12 e 24 horas, tendo como reagentes o molibdato de amônio tetrahidratado, hidroxilamina cloridrato e tioureia, sendo a reação dada em água bidestilada. As amostras foram caracterizadas quanto ao seu rendimento químico, estrutura cristalina por Difração de Raios X (DRX), morfologia por Microscopia Eletrônica de Varredura por Emissão de Campo (FEG), Termogravimetria e Infravermelho por Transformada de Fourier (TG-IR) simultaneamente, Espectroscopia Raman, Interferometria Óptica e, com enfoque maior, Tribologia. Foram obtidas nanopartículas na morfologia de nanoflores com cerca de 200 nm de diâmetro com estrutura cristalina hexagonal lamelar (2H-MoS2) parcialmente amorfizadas. Estas formam dispersões relativamente estáveis com os três óleos sintéticos testados (fortemente polar, de média polaridade e apolar) e com água bidestilada. Obteve-se um rendimento médio de reação de 71,3% em relação ao Mo e foi verificado um aumento de 10% neste quando comparado com amostras estáticas, sem a aplicação da agitação por vibração. Desta forma, valores para uma produção industrial utilizando o sistema desenvolvido ficam em torno de 300 g/mês.<br> / Abstract : In the present work was developed a method for scaling up the production of molybdenum disulfide (MoS2) nanoparticles. It was used a hydrothermal route to its production, being designed a resistive heating furnace with capacity for 9 autoclaves. They were designed in SAE 310 stainless steel, internally coated with polytetrafluoroethylene (PTFE), having 120 ml internal volume each. This furnace has a vibratory floor capable of maintaining the autoclaves under stirring, reaching until two fundamental vibrational modes of the liquid contents inside them. The syntheses were developed at temperature of 220 °C in periods of 6, 12 and 24 hours, with the reagents of ammonium molybdate tetrahydrate, hydroxylamine hydrochloride and thiourea, the reaction is given in bidistilled water. The samples were characterized according to their chemical yield, crystalline structure by X-ray Diffraction (XRD), morphology by Field Emission Scanning Electron Microscopy (FEG), Thermogravimetry and Fourier Transform Infrared (TG-IR) simultaneously, Raman Spectroscopy, Optical Interferometry and, with increased focus, Tribology. Nanoparticles were obtained on the morphology of nanoflowers about 200 nm diameter with lamellar hexagonal crystalline structure (2H-MoS2) partially amorphous. These form relatively stable dispersions with the three synthetic oils tested (strongly polar, medium polarity and nonpolar) and with bidistilled water. It was obtained an average reaction yield of 71.3% in relation to Mo and there was verified an increment of 10% in it in comparison with static samples, without the application of stirring by vibration. Thus, values for an industrial production using the developed system are around 300 g / month.