Schmiermëttel mat Nanopartikel-verbesserte Funktionalitéiten
Schmieröle kënne vill vun Nano-Additive profitéieren, déi hëllefe fir Reibung a Verschleiung ze reduzéieren. Et ass awer entscheedend, datt Nano-Additive wéi Nanopartikelen, Graphen-Monoschichten oder Kär-Schuel Nanosphären eenheetlech an eenzel verspreet am Schmierstoff sinn. Ultrasonic Dispersioun gouf als zouverlässeg an effizient Mëschungsmethod bewisen, déi homogen Nanopartikelverdeelung ubitt an Aggregatioun verhënnert.
Wéi disperse Nano-Additive a Schmierflëssegkeeten? – Mat Ultraschall!
D'Benotzung vun Nano-Additive a Schmiermëttel gëtt als eng vun den effektivsten Methoden ugesinn fir tribologesch Charakteristiken ze verbesseren, d'Reibung an d'Verschleiung ze reduzéieren. Esou tribologesch Verbesserung verbessert d'Energiekonservatioun, d'Emissiounsreduktioun staark, an doduerch d'Ëmweltimpakt erof.
D'Erausfuerderung vun Nano-verbesserte Schmiermëttel läit an der Vermëschung: Nanomaterialien wéi Nanopartikelen oder kristallin Nano-Cellulose erfuerderen fokusséiert High-Shear-Mixer, déi d'Nano-Materialien eenheetlech an eenzel Partikel verdeelen an disentangle. Erstellt eenzegaarteg Energie-dichte Felder, Ultraschall mat Hëllef vu High-Power Ultraschallsonden ass Iwwerleeënheet an der Nanomaterialveraarbechtung bewisen an ass domat déi etabléiert Method fir Nano-Dispersioune.
Molseh et al. (2009) huet gewisen datt d'Dispersiounsstabilitéit vun dräi verschiddene Nanopartikelen (Molybdändisulfid (MoS2), Wolframdisulfid (WS2) a sechseckegen Bornitrid (hBN)) am CIMFLO 20 mat Ultraschallbehandlung besser war wéi déi mat mechanesche Schüttel a Rühr. Wéi d'Ultraschallkavitatioun erstellt eenzegaarteg energiedichte Konditiounen, iwwerschratt d'Sond-Typ Ultraschall d'konventionell Dispersiounstechniken an der Effizienz an der Effizienz.
Nanopartikel Charakteristiken wéi Gréisst, Form a Konzentratioun beaflossen hir tribologesch Eegeschaften. Wärend déi ideal Nano-Gréisst variéiert an der Ofhängegkeet vum Material, weisen déi meescht Nanopartikelen héchste Funktionalitéiten am Beräich vun zéng bis honnert Nanometer. Ideal Konzentratioun vun Nano-Additive am Schmieröl läit meeschtens tëscht 0,1-5,0%.
Oxid Nanopartikel wéi Al2O3, CuO oder ZnO gi wäit benotzt als Nanopartikel déi d'tribologesch Leeschtung vu Schmiermëttel verbesseren. Aner Zousatzstoffer enthalen ashless Additive, ionesche Flëssegkeeten, Boratester, anorganesch Nanomaterialien, Kuelestoff-ofgeleet Nanostrukture wéi Kuelestoff Nanotubes (CNTs), Grafit a Graphen. Spezifesch Zousatzstoffer gi benotzt fir spezifesch Eegeschafte vu Schmieröle ze verbesseren. Zum Beispill, verschleißpräventiv Schmiermëttel enthalen extremen Drockadditive wéi Molybdändisulfid, Grafit, sulfuriséierte Olefinen an Dialkyldithiocarbamat Komplexe oder Antiwearadditive wéi Triarylphosphate an Zinkdialkyldithiophosphat.
Ultraschall Sonde-Typ Homogenisatoren sinn zouverlässeg Mischer a gi fir d'Formuléierung vun héich performante Schmiermëttel benotzt. Renomméiert als superior wann et ëm d'Virbereedung vun Nano-Gréisst Suspensioune kënnt, ass d'Sonicatioun héich effizient fir d'industriell Fabrikatioun vu Schmieröle.
Industriell Ultraschallmëschungssystem fir d'High-Throughput Dispersioun vun Nanopartikelen a Schmieröle.
- verbessert tribologesch Leeschtung
- eenheetlech Nano-additive Inkorporatioun
- Geméis-Ueleg-baséiert Schmiermëttel
- Virbereedung vun Tribofilm
- Blechformende Flëssegkeeten
- Nanofluiden fir eng verbessert Ofkillungseffizienz
- ionesch Flëssegkeeten an wässerlechen oder Ueleg-baséiert Schmierstoff
- broching Flëssegkeeten
Ultraschall-Dispersioun vun Aluminiumoxid (Al2O3) resultéiert zu enger wesentlecher Partikelgréisstreduktioun an enger eenheetlecher Dispersioun.
Fabrikatioun vu Schmiermëttel mat Nano-Additive
Fir d'Produktioun vun Nano-verstäerkt Schmieröle sinn adequat Nanomaterial an eng mächteg, effizient Dispersiounstechnik entscheedend. Ouni zouverlässeg a laangfristeg stabil Nano-Dispersioun kann et net e High-Performance Schmierstoff hiergestallt ginn.
Ultrasonic Vermëschung an Dispergéierung ass eng etabléiert Method fir d'Produktioun vun héich performante Schmiermëttel. D'Basisueleg vu Schmiermëttel gëtt verstäerkt mat Zousatzstoffer wéi Nanomaterialien, Polymeren, Korrosiounsinhibitoren, Antioxidantien an aner fein Aggregaten. Ultrasonic Schéierkräfte sinn héich effizient fir eng ganz fein Partikelgréisst Verdeelung ze bidden. Ultraschall (sonomechanesch) Kräfte si fäeg fir souguer primär Partikelen ze molen a ginn applizéiert fir Partikelen ze funktionaliséieren, sou datt déi resultéierend Nanopartikele superieure Charakteristiken ubidden (zB Surface Modifikatioun, Kär-Shell NPs, dotéiert NPs).
Ultrasonic High-Shear Mixer kënne ganz hëllefe fir effizient héich performant Schmiermëttel ze fabrizéieren!
Uelegmëschung mat Zinkdialkyldithiophosphat (ZDDP) an Uewerfläch modifizéiert PTFE Nanopartikel (PHGM) no Ultraschalldispersioun.
(Studie a Bild: Sharma et al., 2017)
Roman Nano-Additive a Schmieröle
Nei Nano-Gréisst Additive ginn entwéckelt fir d'Funktionalitéiten an d'Leeschtung vu Schmierölen a Fette weider ze verbesseren. Zum Beispill, Cellulose Nano-Kristalle (CNCs) si Fuerschungen a getest fir d'Formuléierung vu grénge Schmiermëttel. Zakani et al. (2022) huet dat bewisen – am Verglach mat unsonicated Schmiersuspensiounen – sonicated CNC Schmierstoff kéint COF (Reibungskoeffizient) erofgoen an zouzedrécken vun bal 25 respektiv 30%. D'Resultater vun dëser Etude suggeréieren datt d'Ultraschallveraarbechtung d'Schmierleistung vun CNC wässerleche Suspensionen wesentlech verbesseren kann.
High-Performance Ultrasonic Dispersers fir Schmierstofffabrikatioun
Wann Nano-Additiven an industrielle Fabrikatiounsprozesser wéi d'Produktioun vu Schmieröle benotzt ginn, ass et entscheedend datt trocken Puder (dh Nanomaterialien) homogen an eng flësseg Phase (Schmieröl) gemëscht ginn. Nano-Partikel-Dispersioun erfuerdert eng zouverlässeg an effektiv Mëschungstechnik, déi genuch Energie applizéiert fir Agglomeraten ze briechen fir d'Qualitéite vun Nano-Skala Partikelen z'entloossen. Ultrasonicators si bekannt als mächteg an zouverlässeg Disperger, dofir benotzt fir verschidde Materialien wéi Aluminiumoxid, Nanotubes, Graphen, Mineralstoffer a vill aner Materialien homogen an eng flësseg Phase wéi Mineral-, Synthetesch oder Geméisueleg ze deagglomeréieren an ze verdeelen. Hielscher Ultrasonics designt, fabrizéiert a verdeelt High-Performance Ultrasonic Disperser fir all Zort Homogeniséierung an Deagglomeratiounsapplikatiounen.
Kontaktéiert eis elo fir méi iwwer Ultraschalldispersioun vun Nano-Additive a Schmiermëttel ze léieren!
D'Tabell hei drënner gëtt Iech eng Indikatioun vun der geschätzter Veraarbechtungskapazitéit vun eisen Ultraschaller:
| Batch Volume | Duerchflossrate | Recommandéiert Apparater |
|---|---|---|
| 1 bis 500 ml | 10 bis 200 ml/min | UP100H |
| 10 bis 2000 ml | 20 bis 400 ml/min | UP200Ht, UP 400 St |
| 0.1 bis 20L | 02 bis 4 l/min | UIP2000hdT |
| 10 bis 100 l | 2 bis 10 l/min | UIP4000hdT |
| 15 bis 150 l | 3 bis 15 l/min | UIP6000hdT |
| na | 10 bis 100 l/min | UIP16000 |
| na | méi grouss | Stärekoup vun UIP16000 |
Kontaktéiert eis! / Frot eis!
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren fir d'Vermëschung vun Uwendungen, Dispersioun, Emulsifikatioun an Extraktioun op Labo, Pilot an Industrieskala.
PTFE Nanolubricants no 7 Deeg vun der Virbereedung (A: Basisöl, B: PTFE Nanolubricant mat 1 hr Ultraschall, C: PTFE Nanolubricant mat 30 min. Ultrasonication).
(Studie a Bild: © Kumar et al., 2013)
Effekt vun Ultraschall op d'Dispersiounsstabilitéit vun Al2O3 a Schmiermëttel.
(Studie a Grafik: © Sharif et al., 2017)
Fakten Worth Wëssen
Wat sinn Lubricants?
D'Haaptverbrauch vu Schmiermëttel oder Schmieröle ass d'Reibung an d'Verschleiung vu mechanesche Kontakt wéi och Hëtzt ze reduzéieren. Ofhängeg vun hirer Notzung an der Zesummesetzung, ginn d'Schmiermëttel a Motoröle, Transmissiounsflëssegkeeten, Hydraulikflëssegkeeten, Gangölen an industrielle Schmiermëttel opgedeelt.
Dofir gi Schmiermëttel wäit an Motorautoen wéi och an industrielle Maschinnen benotzt. Fir eng gutt Schmierung ze bidden, enthalen Schmieröle typesch 90% Basisueleg (meeschtens Petroleumfraktiounen, dh Mineralöle) a manner wéi 10% Additiven. Wann Mineralöle vermeit ginn, kënnen vegetabel Ueleger oder synthetesch Flëssegkeeten wéi hydréiert Polyolefinen, Ester, Silikonen, Fluorocarbonen a vill anerer als alternativ Basisöle benotzt ginn. D'Haaptverbrauch vu Schmiermëttel ass d'Reibung an d'Verschleiung vum mechanesche Kontakt ze reduzéieren, souwéi d'Reibungshëtzt an d'Energieverloschter ze reduzéieren. Dofir gi Schmiermëttel wäit an Motorautoen wéi och an industrielle Maschinnen benotzt.
Antioxidativ Substanzen wéi aminesch a phenolesch primär Antioxidantien, natierlech Säuren, Peroxid-Zersetzungsmëttel a Pyrazine verlängeren de Liewenszyklus vu Schmiermëttel andeems d'oxidativ Resistenz erhéicht gëtt. Doduerch ass d'Basisueleg géint d'Hëtztdegradatioun geschützt well den thermooxidativen Ofbau a reduzéierter a verspéitener Form geschitt.
Schmierstoff Typen
Flësseg Schmiermëttel: Flësseg Schmiermëttel baséieren normalerweis op enger Aart vu Basisöl. Zu dësem Basisöl ginn dacks dacks Substanzen bäigefüügt fir d'Funktionalitéit an d'Leeschtung ze verbesseren. Typesch Additiven enthalen zum Beispill Waasser, Mineralöl, Lanolin, Geméis oder natierlech Ueleg, Nano-Additive etc.
D'Majoritéit vun de Schmiermëttel si Flëssegkeeten, a si kënnen no hirer Hierkonft an zwou Gruppen klasséiert ginn:
- Mineralöle: Mineralöle si Schmieröle raffinéiert aus Rohöl.
- Synthetesch Ueleger: Synthetesch Ueleger si Schmieröle, déi mat Verbindungen hiergestallt ginn, déi kënschtlech modifizéiert oder synthetiséiert sinn aus modifizéierte Petrol.
Schmierfett ass e festen oder halleffeste Schmierstoff, deen aus engem flëssege Schmierstoff besteet, dat verdickt gëtt andeems Verdickungsmëttel dran dispergéieren. Fir Schmierfett ze produzéieren, ginn Schmieröle als Basisöle benotzt a sinn den Haaptbestanddeel. Schmierfett enthält ca. 70% bis 80% Schmieröl.
Penetréierend Schmiermëttel an dréchen Schmierstoff si weider Typen, déi meeschtens fir Nischapplikatiounen applizéiert ginn.
Nano-Additive wéi virbildlech uewen opgezielt kënne mat Hëllef vu Ultraschalldisperger a Schmiermëttel erfollegräich gemëscht ginn.
Literatur / Referenzen
- László Vanyorek, Dávid Kiss, Ádám Prekob, Béla Fiser, Attila Potyka, Géza Németh, László Kuzsela, Dirk Drees, Attila Trohák, Béla Viskolcz (2019): Application of nitrogen doped bamboo-like carbon nanotube for development of electrically conductive lubricants. Journal of Materials Research and Technology, Volume 8, Issue 3, 2019. 3244-3250.
- Reddy, Chenga; Arumugam, S.; Venkatakrishnan, Santhanam (2019): RSM and Crow Search Algorithm-Based Optimization of Ultrasonicated Transesterification Process Parameters on Synthesis of Polyol Ester-Based Biolubricant. Arabian Journal for Science and Engineering 44, 2019.
- Zakani, Behzad; Entezami, Sohrab; Grecov, Dana; Salem, Hayder; Sedaghat, Ahmad (2022): Effect of ultrasonication on lubrication performance of cellulose nano-crystalline (CNC) suspensions as green lubricants. Carbohydrate Polymers 282(5), 2022.
- Mosleh, Mohsen; Atnafu, Neway; Belk, John; Nobles, Orval (2009): Modification of sheet metal forming fluids with dispersed nanoparticles for improved lubrication. Wear 267, 2009. 1220-1225.
- Sharma, Vinay, Johansson, Jens; Timmons, Richard; Prakash, Braham; Aswath, Pranesh (2018): Tribological Interaction of Plasma-Functionalized Polytetrafluoroethylene Nanoparticles with ZDDP and Ionic Liquids. Tribology Letters 66, 2018.
- Haijun Liu, Xianjun Hou, Xiaoxue Li, Hua Jiang, Zekun Tian, Mohamed Kamal Ahmed Ali (2020): Effect of Mixing Temperature, Ultrasonication Duration and Nanoparticles/Surfactant Concentration on the Dispersion Performance of Al2O3 Nanolubricants. Research Square 2020.
- Kumar D.M., Bijwe J., Ramakumar S.S. (2013): PTFE based nano-lubricants. Wear 306 (1–2), 2013. 80–88.
- Sharif M.Z., Azmi W.H., Redhwan A.A. M, Mamat R., Yusof T.M. (2017): Performance analysis of SiO2 /PAG nanolubricant in automotive air conditioning system. International Journal of Refrigeration 75, 2017. 204–216.
Hielscher Ultrasonics fabrizéiert High-Performance Ultrasonic Homogenisatoren aus Labo zu industriell Gréisst.