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.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/94062 |
| Date | 25 October 2012 |
| Creators | Silvério, Márcio |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Klein, Aloísio Nelmo, Mello, José Daniel Biasoli de |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | xxv, 84 p.| il., graf., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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