Chất bôi trơn với các chức năng được cải thiện hạt nano

Dầu bôi trơn có thể được hưởng lợi rất nhiều từ các chất phụ gia nano, giúp giảm ma sát và mài mòn. Tuy nhiên, điều quan trọng là các chất phụ gia nano như hạt nano, lớp đơn graphene hoặc các quả cầu nano vỏ lõi được phân tán đồng đều và đơn lẻ trong chất bôi trơn. Phân tán siêu âm đã được chứng minh là phương pháp trộn đáng tin cậy và hiệu quả, cung cấp sự phân bố hạt nano đồng nhất và ngăn chặn sự kết tụ.

Làm thế nào để phân tán các chất phụ gia nano trong chất lỏng bôi trơn? – Với Ultrasonics!

Sử dụng phụ gia nano trong chất bôi trơn được coi là một trong những phương pháp hiệu quả nhất để cải thiện các đặc tính ma sát giảm ma sát và mài mòn. Cải tiến ma sát như vậy giúp tăng cường đáng kể tiết kiệm năng lượng, giảm phát thải, do đó giảm tác động đến môi trường.
Thách thức của chất bôi trơn cải tiến nano nằm ở việc trộn: Vật liệu nano như hạt nano hoặc nano cellulose tinh thể yêu cầu máy trộn có độ cắt cao tập trung để phân tán và tháo gỡ các vật liệu nano đồng đều thành các hạt đơn lẻ. Tạo ra các trường dày đặc năng lượng độc đáo, siêu âm sử dụng đầu dò siêu âm công suất cao đã được chứng minh là ưu việt trong quá trình xử lý vật liệu nano và do đó là phương pháp được thiết lập cho phân tán nano.
Molseh et al. (2009) cho thấy rằng độ ổn định phân tán của ba hạt nano khác nhau (molypden disulfide (MoS2), vonfram disulfide (WS2) và boron nitride lục giác (hBN)) trong CIMFLO 20 với xử lý siêu âm tốt hơn so với lắc và khuấy cơ học. Vì xâm thực siêu âm tạo ra các điều kiện dày đặc năng lượng độc đáo, siêu âm kiểu đầu dò vượt trội hơn các kỹ thuật phân tán thông thường về hiệu quả và hiệu quả.
Các đặc điểm của hạt nano như kích thước, hình dạng và nồng độ đang ảnh hưởng đến tính chất ma sát của chúng. Trong khi kích thước nano lý tưởng khác nhau về sự phụ thuộc của vật liệu, hầu hết các hạt nano cho thấy chức năng cao nhất trong phạm vi từ mười đến trăm nanomet. Nồng độ lý tưởng của phụ gia nano trong dầu bôi trơn chủ yếu là từ 0,1–5,0%.
Các hạt nano oxit như Al2O3, CuO hoặc ZnO được sử dụng rộng rãi làm hạt nano cải thiện hiệu suất ma sát của chất bôi trơn. Các chất phụ gia khác bao gồm phụ gia không tro, chất lỏng ion, este borat, vật liệu nano vô cơ, cấu trúc nano có nguồn gốc từ carbon như ống nano carbon (CNT), than chì và graphene. Các chất phụ gia cụ thể được sử dụng để cải thiện các đặc tính cụ thể của dầu bôi trơn. Ví dụ, chất bôi trơn chống mài mòn có chứa các chất phụ gia áp suất cực cao như molypden disulfide, than chì, olefin lưu huỳnh và phức hợp dialkyldithiocarbamate hoặc phụ gia chống mài mòn như triarylphosphates và kẽm dialkyldithiophosphate.
Máy đồng nhất kiểu đầu dò siêu âm là máy trộn đáng tin cậy và được sử dụng để pha chế chất bôi trơn hiệu suất cao. Nổi tiếng là vượt trội khi điều chế huyền phù có kích thước nano, siêu âm có hiệu quả cao cho việc sản xuất dầu bôi trơn công nghiệp.

Phân tán siêu âm của oxit nhôm (Al2O3) dẫn đến giảm kích thước hạt đáng kể và phân tán đồng đều.

Sản xuất chất bôi trơn bằng phụ gia nano

Để sản xuất dầu bôi trơn gia cố nano, vật liệu nano đầy đủ và kỹ thuật phân tán mạnh mẽ, hiệu quả là rất quan trọng. Nếu không có sự phân tán nano ổn định lâu dài và đáng tin cậy, không thể sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao.
Trộn và phân tán siêu âm là một phương pháp được thiết lập để sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao. Dầu gốc của chất bôi trơn được gia cố bằng các chất phụ gia như vật liệu nano, polyme, chất ức chế ăn mòn, chất chống oxy hóa và các cốt liệu mịn khác. Lực cắt siêu âm có hiệu quả cao trong việc cung cấp sự phân bố kích thước hạt rất mịn. Lực siêu âm (cơ siêu âm) có khả năng nghiền ngay cả các hạt chính và được áp dụng để chức năng hóa các hạt, do đó các hạt nano thu được cung cấp các đặc tính vượt trội (ví dụ: sửa đổi bề mặt, NP vỏ lõi, NP pha tạp).
Máy trộn siêu âm có độ cắt cao có thể giúp sản xuất chất bôi trơn hiệu suất cao một cách hiệu quả!

Phụ gia nano mới trong dầu bôi trơn

Các chất phụ gia có kích thước nano mới được phát triển để cải thiện hơn nữa các chức năng và hiệu suất của dầu bôi trơn và mỡ bôi trơn. Ví dụ, tinh thể nano cellulose (CNC) là nghiên cứu và thử nghiệm để tạo ra chất bôi trơn xanh. Zakani et al. (2022) đã chứng minh rằng – so với hệ thống treo bôi trơn không siêu âm – Chất bôi trơn CNC sonicated có thể làm giảm COF (hệ số ma sát) và hao mòn lần lượt gần 25% và 30%. Kết quả của nghiên cứu này cho thấy rằng xử lý siêu âm có thể cải thiện đáng kể hiệu suất bôi trơn của huyền phù nước CNC.

Máy phân tán siêu âm hiệu suất cao để sản xuất chất bôi trơn

Khi phụ gia nano được sử dụng trong các quy trình sản xuất công nghiệp như sản xuất dầu bôi trơn, điều quan trọng là bột khô (tức là vật liệu nano) phải được trộn đồng nhất thành pha lỏng (dầu bôi trơn). Phân tán hạt nano đòi hỏi một kỹ thuật trộn đáng tin cậy và hiệu quả, áp dụng đủ năng lượng để phá vỡ các kết tụ nhằm giải phóng phẩm chất của các hạt quy mô nano. Máy siêu âm được biết đến là chất phân tán mạnh mẽ và đáng tin cậy, do đó được sử dụng để phân tụ và phân phối các vật liệu khác nhau như oxit nhôm, ống nano, graphene, khoáng chất và nhiều vật liệu khác đồng nhất thành pha lỏng như dầu khoáng, tổng hợp hoặc dầu thực vật. Hielscher Ultrasonics thiết kế, sản xuất và phân phối máy phân tán siêu âm hiệu suất cao cho bất kỳ loại ứng dụng đồng nhất và khử kết tụ nào.
Liên hệ ngay với chúng tôi để tìm hiểu thêm về phân tán siêu âm của các chất phụ gia nano trong chất bôi trơn!

Bảng dưới đây cung cấp cho bạn một dấu hiệu về khả năng xử lý gần đúng của ultrasonicators của chúng tôi: