Improving the anti-wear properties of motor oils using carbon and metal-containing nanomaterials | Повышение противоизносных свойств моторных масел с использованием углеродных и металлосодержащих наноматериалов

英语. The results of using nanoadditives and nanocomposites in M10DM motor oil to reduce wear of friction units are considered. Powdered nanoadditives such as carbon-containing (multilayer nanotubes and graphene), boron-containing (hexagonal boron nitride) and metal-containing (copper/zinc) ones in a concentration of 0.2-0.01% by weight in motor oil were used. They were introduced into motor oil using ultrasonic dispersion. The quality of the nanoadditives applied was controlled by the Raman scattering method. Studies of the anti-wear properties of oils in the presence of nanomaterials were carried out on following machines: a 4-ball friction machine (point contact of the tribocouple) and a roller-pad friction machine (nominal area contact). The lowest wear was obtained in the first case in the presence of hexagonal boron nitride in the M10DM engine oil. A smaller wear scar diameter was obtained in the presence of the Cu-Zn nanocomposite. All other composites increase the wear scar diameter compared to the commercial engine oil. The lowest pad weight wear on the roller-pad friction machine occurred when hexagonal boron nitride was introduced into the engine oil; the wear value decreased by 57% compared to the commercial oil. In turn, in the presence of multilayer nanotube and graphene nanoadditives, the wear value decreased by 36 and 32%, respectively. Pad wear decreased by 36% when using the hexagonal boron nitride + (Cu-Zn) nanocomposite. When compared with the commercial engine oil, the wear of the roller-pad friction unit decreases for all the studied nanocomposites. In case of using nanoadditives, the wear range is 1.9-3.0 mg, and for nanocomposites it is 2.8-3.7 mg. The results of the studies have shown that nanoadditives and nanocomposites in M10DM motor oil reduce the wear of tribocouples. The lowest wear was observed in the roller-pad tribocouple. This is due to the formation of an anti-wear film and a decrease in surface roughness.

俄语. Рассмотрены результаты применения нанодобавок и нанокомпозитов в моторном масле М10ДМ с целью уменьшения износа трибосопряжений. Использовали порошкообразные нанодобавки: углеродосодержащие (многослойные нанотрубки и графен) боросодержащие (гексагональный нитрид бора) и металлосодержащие (медь/цинк) - в концентрации в моторном масле 0,2-0,01% масс. Они вводились в моторное масло с помощью ультразвукового диспергирования. Качество применяемых нанодобавок контролировалось методом комбинационного рассеяния. Исследования противоизносных свойств масел в присутствии наноматериалов осуществлялись на следующих машинах: 4-х шариковая машина трения (точечный контакт трибопары) и машине трения "ролик-колодка" (контакт по номинальной площади). Наименьший износ получен в первом случае в присутствии гексагонального нитрида бора в моторном масле М10ДМ. Меньший диаметр пятна износа получен в присутствии нанокомпозита Cu-Zn. Все остальные композиты увеличивают диаметр пятна износа по сравнению с товарным моторным маслом. Наименьший весовой износ колодки на машине трения "ролик-колодка" имел место при введении в моторное масло гексагонального нитрид бора (по сравнению с товарным маслом величина износа уменьшилась на 57%). В свою очередь, в присутствии нанодобавок многослойных нанотрубок и графена, величина износа соответственно уменьшилась на 36 и 32%. Износ колодки уменьшился на 36% при применении нанокомпозита гексагонального нитрида бора + (Cu-Zn). При сравнении с товарным моторным маслом, износ трибосопряжения "ролик-колодка" уменьшается для всех исследованных нанокомпозитов. В случае применения нанодобавок диапазон износа 1,9-3,0 мг, а для нанокомпозитов 2,8-3,7 мг. Результаты исследований показали, что нанодобавки и нанокомпозиты в моторном масле М10ДМ способствуют уменьшению износа трибопар. Наименьший износ наблюдался в трибопаре "ролик-колодка". Это связано с образованием противоизносной пленки и уменьшением шероховатости поверхностей.