VÝZNAM POLYMERNÍCH NANOKOMPOZITŮ V TRIBOLOGICKÝCH SYSTEMECH



Podobné dokumenty
Nauka o materiálu. Přednáška č.14 Kompozity

Základní typy. Rázová houževnatost. (Charpy) při 23 C

Okruhy otázek ke zkoušce

PMC - kompozity s plastovou matricí

Nauka o materiálu. Přednáška č.12 Keramické materiály a anorganická nekovová skla

Polymerní kompozity. Bronislav Foller Foller

Základní požadavky: mechanické a fyzikální vlastnosti materiálu

VALIVÁ LOŽISKA Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

iglidur H2 Nízká cena iglidur H2 Může být použit pod vodou Cenově výhodné Vysoká chemická odolnost Pro vysoké teploty

iglidur UW500 Pro horké tekutiny iglidur UW500 Pro použití pod vodou při vysokých teplotách Pro rychlé a konstantní pohyby

Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

Elektricky vodivý iglidur F. Produktová řada Elektricky vodivý Vysoká pevnost v tlaku Dobrá tepelná odolnost Vysoká hodnota pv Dobrá chemická odolnost

Podstata plastů [1] Polymery

VÝROBKY PRÁŠKOVÉ METALURGIE

FDA kompatibilní iglidur A180

Bez PTFE a silikonu iglidur C. Suchý provoz Pokud požadujete dobrou otěruvzdornost Bezúdržbovost

Kluzné prvky nenáročné na údržbu. Změny vyhrazeny D99

Kompozitní materiály. přehled

Nízká cena při vysokých množstvích

Pro vysoké rychlosti pod vodou

MMC kompozity s kovovou matricí

Lepení plastů a elastomerů

Poškození strojních součástí

Keramika. Technická univerzita v Liberci Nekovové materiály, 5. MI Doc. Ing. K. Daďourek 2008

Příklady použití kompozitních materiálů

OBSAH.

ÚVOD DO MODELOVÁNÍ V MECHANICE

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE. Japonsko, Kajima Corp., PVA-ECC (Engineered Cementitious Composites)ohybová zkouška

Vysoká teplotní a chemická odolnost: Pro extrémní podmínky iglidur X

Vývoj - grafické znázornění

KLUZNÁ LOŽISKA Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích

KLUZNÁ POUZDRA KU - POPIS MATERIÁLU KU - VLASTNOSTI TŘENÍ OPOTŘEBENÍ MAZÁNÍ

Konstrukční lepidla. Pro náročné požadavky. Proč používat konstrukční lepidla Henkel? Lepení:

Nauka o materiálu. Přednáška č.11 Neželezné kovy a jejich slitiny

ruvzdorné povlaky endoprotéz Otěruvzdorn Obsah TRIBOLOGIE Otěruvzdorné povlaky endoprotéz Fakulta strojního inženýrství

Pod vodu iglidur H370. Produktová řada Odolný proti opotřebení - zejména pod vodou Vysoká teplotní odolnost 40 C až +200 C Vysoká chemická odolnost

Strojní součásti ČÁSTI STROJŮ R

Teplotně a chemicky odolný, FDA kompatibilní iglidur A500

Kompozity s termoplastovou matricí

Plastová vedení 9.1. Informace o produktu 9.2 Plastová vedení. Vedení válečkových řetězů 9.3. Vedení ozubených řemenů Strana

iglidur N54 Biopolymer iglidur N54 Produktová řada Samomazná a bezúdržbová Založen na obnovitelných zdrojích Univerzální použití

Produktová řada Dobrá odolnost proti opotřebení Nízké tření bez mazání Cenově efektivní Nízké opotřebení

Polotovary vyráběné práškovou metalurgií

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

VLIV ZPŮSOBŮ OHŘEVU NA TEPLOTNÍ DEGRADACI TENKÝCH OTĚRUVZDORNÝCH PVD VRSTEV ZJIŠŤOVANÝCH POMOCÍ VYBRANÝCH METOD

Pro vysoká zatížení iglidur Q

Vysoké teploty, univerzální

Hodnocení opotřebení a změn tribologických vlastností brzdových kotoučů

Zvyšování kvality výuky technických oborů

Matrice. Inženýrský pohled. Josef Křena Letov letecká výroba, s.r.o. Praha 9

Produktová řada Samomazná a bezúdržbová Založen na obnovitelných zdrojích Univerzální použití

Fakulta strojního inženýrství VUT v Brně Ústav konstruování TRIBOLOGIE. Přednáška 5

Keramika spolu s dřevem, kostmi, kůží a kameny patřila mezi první materiály, které pravěký člověk zpracovával.

Prášková metalurgie. 1 Postup výroby slinutých materiálů. 1.1 Výroba kovových prášků. 1.2 Lisování pórovitého výlisku

Pro vysoké rychlosti iglidur L250

Kapitola 3.6 Charakterizace keramiky a skla POVRCHOVÉ VLASTNOSTI. Jaroslav Krucký, PMB 22

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/

ÚČINKY POUŽITÍ MAZIV ATOMIUM NA RŮZNÉ SKUPINY AUTOMOBILOVÉHO MOTORU

NOVINKY 11-12/2012. obj. číslo: obj. číslo: obj. číslo:

Druhy vláken. Nanokompozity

Základní formy využití polymerů. Aditivy do polymerních látek Plasty Nátěrové hmoty Vlákna

Normfest, s.r.o. Pekařská Praha. Tel

CENTRUM VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ ODBORNÝCH ŠKOL

Druhy vláken. Technická univerzita v Liberci Kompozitní materiály, 5. MI Doc. Ing. Karel Daďourek 2008

Elastická lepidla a těsnicí materiály

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

Výroba tablet. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Lisování tablet. POMOCNÉ LÁTKY (kluzné látky, rozvolňovadla) LÉČIVÉ LÁTKY

TECHNOLOGIE POVRCHOVÝCH ÚPRAV. 1. Definice koroze. Soli, oxidy. 2.Rozdělení koroze. Obsah: Činitelé ovlivňující korozi H 2 O, O 2

Vlastnosti a zkoušení materiálu. Přednáška č.13 Část 1: Polymery

Výroba tablet. Lisovací nástroje. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob. Lisování tablet. Horní trn (razidlo) Lisovací matrice (forma, lisovnice)

Nauka o materiálu. Přednáška č.13 Polymery

KATEDRA MATERIÁLOVÉHO INŽENÝRSTVÍ A CHEMIE

Každá položka má objednácí číslo ve formátu xxx xxxx xxx xx, kde zvýrazněné dvojčíslí označuje kód materiálu.

LETECKÉ MATERIÁLY. Úvod do předmětu

OTĚRUVZDORNÉ POVLAKY VYTVÁŘENÉ METODAMI ŽÁROVÉHO NÁSTŘIKU

Projekt TA Hybridní nanokompozity 01/ /2014 SYNPO - 5M - UTB

18MTY 1. Ing. Jaroslav Valach, Ph.D.

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

Pro vysoká dyn. zatížení a otěruvzdornost iglidur Z

Nízké tření a opotřebení: Pro rychlé i pomalé pohyby iglidur J

Rozložený pohled. Bezpečnostní spojení Chrání motor před poškozením. Kompaktní konstrukce Umožňuje rychlou výměnu čerpadla a motoru

TEREZ HT HT2 HTE PRO NEJVYŠŠÍ NÁROKY PŘI NÁHRADĚ KOVŮ ZA VYSOKÝCH PROVOZNÍCH TEPLOT.

Univerzální řešení Polymerová kuličková ložiska SKF. Korozní a chemická odolnost Nízká hmotnost a tichý chod Nepotřebují mazivo

TECHNOLOGIE VSTŘIKOVÁNÍ

Vítězslav Bártl. srpen 2012

Vláknobetony. Ing. Milena Pavlíková, Ph.D. K123, D ,

Profil Typ Popis Rozsah teplot ( C) Vodicí pás z tvrzené polyesterové tkaniny. Vynikající parametry únosnosti. Profil Typ Popis Rozsah teplot ( C)

Informationen zu Promat 1000 C

Výroba tablet. Fáze lisování. Lisovací nástroje. Typy tabletovacích lisů. Inženýrství chemicko-farmaceutických výrob

Příklady kompozitních materiálů. Otomanský luk Pykrete Židle T3.1

OPOTŘEBENÍ A TRVANLIVOST NÁSTROJE

Tříbodový závěs traktoru z nekovového materiálu

Katedra materiálu.

Zvyšování kvality výuky technických oborů

TRIVAPUL pultrudované profily

Polotovary z PTFE - komponentu ZEDEX-530

Zkoušení fyzikálně-mechanických vlastností materiálů a výrobků pro automobilový průmysl

Mechanické vlastnosti

Vláknové kompozitní materiály, jejich vlastnosti a výroba

Transkript:

12133 Ústav strojírenské technologie VÝZNAM POLYMERNÍCH NANOKOMPOZITŮ V TRIBOLOGICKÝCH SYSTEMECH Ing. Olga Konovalová

Tribologické vlastnosti typických polymerů Polymer Polytetrafluoroethylene (PTFE) Nylony Polyacetaly Polyetheretherketon (PEEK) Ultra high molecular weight polyethylene (UHMWPE) Polyurethany Polyimidy Epoxidy and phenoly Tribologické vlastnosti Vyznačuje se nízkým třením, ale vysoká míra opotřebení, obvykle ve směsi s jinými polymery nebo vyztužené jako kompozitní materiál. Vysoká mez provozní teploty. Mírný koeficient tření a nízká míra opotřebení. Střední výkon pro materiál ložiska. Intenzita opotřebeni se zvětší ve vodě. Relativně nízká provozní teplota. Výkon podobný nylonu. Odolný ve valivých kontaktech. Vysoká provozní teplota. Odolný vůči většině chemických činidel. Vhodný pri vysokém kontaktním napětí. Vysoký koeficient tření. Velmi vysoká odolnost proti opotřebení, i když je voda přítomna. Mírný koeficient tření. Dobrá odolnost vůči otěru. Relativně nízká provozní teplota. Dobrá odolnost proti otěru a proti opotřebení v valivých ložiskách. Relativně vysoký koeficient tření v kluzných ložiskách. Vysoce výkonné polymery, vhodné pro práci za vysokých kontaktních napětí a vysokých provozních teplotách. Používá se jako pojiva v kompozitních materiálech.

Typickými příklady tribologické aplikace plastů a kompozitů ve strojírenství V oblastech, kde se vyžadují vysokou odolnost proti opotřebení při nízkýchsoučinitelů tření a stále vyšší okolní teploty : kluzná ložiska (pro automobilový průmysl); plastové kluzná ložiska jsou rozděleny do kovových ložisek s polymerních povlaků a plastovými ložisky. ložiska tlumičů; žlábkové pásů kola v zapalování, alternátorů nebo dieselových vstřikovacích čerpadel; elastomerové O-kroužky; kompresorové kohouty (letecký, automobilový, elektronický a chemický zpracovatelský průmysl). V oblastech, kde koefficient tření není tak důležitý jako odolnost vůčiotěru nátěry v papírenských strojích nebo kalandrů; mazání ložisek v čerpadle, které za extrémně abrazivních podmínkách musí i nadále pracovat; části stroje, které jsou převážně zatíženy vlastní vahou kvůli rotačním pohyby, mnoha zrychlením a zpomalením (technické systémy týkající se energetických technologií); uhlíkové kartáče; ozubená kola, převody; míchácí tyče; pístové části.

Výhody polymerních kompozitů: nízký koeficient tření (Povrchová energie polymerů je mnohem nižší než u keramiky a kovů. Jakonásledekjenižší koeficient tření.); vysoká odolnost proti adhezi; dobrá chemická odolnost a odolnost proti korozi (Mohou pracovat v prostředí, jako je mořská voda, různé roztoky a v bazenech.); mazivo není potřeba; nemagnetické; nízká hmotnost; viskoelasticita (Poškození jako rýhy na povrchu polymeru se může léčit kvůli viskoelastickému "toku" materiálu.); tvoření přenosového filmu;

Výhody polymerních kompozitů: v fázi zaběhu (například v ložiskách) konečný pracovní tvar polymerní kompozitní součásti se docílí plastickou deformací; méně citlivé na nesouosost hřídelu a ložiska; lepší vyrobitelnost a zpracovatelnost; pokud se plastová součást poškodí (z důvodu vysoké teploty apod.), nemůže se poškodit kovová část uzlu, takže oprava není příliš drahá a komplikovaná; ekonomicky lze vyrábět; tvar může být velmi složitý s dobrou funkční integraci.

Nevýhody: nízký tepelný odpor; nízká tepelná vodivost; vysoký koeficient tepelné roztažnosti; nízká tuhost (modul pružnosti); nízká pevnost; polymerní může bobtnat ve styku s mazivem, vodou a další kapaliny.

Antifrikční přísady pro plasty Antifrikční přísady: Grafit, MoS 2, Al 2 O 3, CrO 2, ZrO 2, TiO 2, ZnO, CuO, SiO 2, Si 3 N 4, SiC, tekuté krystaly, Polytetrafluorethylen (PTFE), nanotrubky; kapalná syntetická maziva. Koeficient tření se mění velmi dramaticky pri vysoké teplotě vtřecí zóně, tedy zlepšení tepelné vodivosti vede ke zlepšení antifrikčních vlastnosti kompozitního detailu. Tepelná vodivost zlepšuje se pomocí: mědi, grafitu, uhlíkových vláken, keramických prášků (Každý polymer vyžaduje speciální výběr typu částic, vzhledem k obrovským rozdílům jejich synergických mechanismů). Některé polymery absorbují různé tekutiny. Nabobtnaní zvětší polymerní součást v třecím uzlu, což vede ke snížení přípustné vůle, a tím se zvyšuje normální zatížení vkontaktní zóně, takže dochází k vysokému tření a opotřebení uzlu. Přísady-stabilizátory rozměru: skleněná vlákna, uhlíková a kevlarová vlákna; keramické prášky; nanotrubičky Ceramic powders Liquid crystals PTFE MoS 2 closed nanoparticles MoS 2 Carbon nanotubes Graphite Fibers

Výhody nanoaditiv v porovnání s makro- a mikropřísadami velikost nanočástic je menší, než je kritická délka trhliny, které obvykle zahájí selhání kompozitu; obecně nižší abrazivita kvůli snížené ostrohrannosti; zvýšená pevnost, modul pružnosti a houževnatost díky struktuře bez defektu; vyšší zvláštní povrchové plochy, a tím lepší adheze; vysoká efektivnost při velmi nízkém obsahu.

Povrchová energie polymerů je mnohem nižší než u keramiky a kovů.vliv povrchové energie na koeficientu tření se vysvětluje vznikem a narušením adhezních vazeb mezi třecími povrchy. Nižší povrchová energie vede k nižšímu koeficientu tření. teplota. Hlavní nevýhodou polymerů je jeho relativně nízká pracovní Tato skutečnost, spolu s nízkou tepelnou vodivostí, vede k relativně rychlému poškození polymerů vlivem růstu třecí teploty v kontaktní zóně. Na základě tribologické teorie polymerů tření se zvyšuje proporcionálně s kritickou povrchovou energií polymeru.

Tepelná vodivost Polymery λ, W m -1 K -1 Lineární sklovité PS Polystyren, expand. PMMA PVC Semikrystalický PE lineární PE HD PP PA 6 POM PFTE Epoxy PU 0,042 0.033 0,193 0,168 0,35 0.42-0.51 0,16 0,33 0,22 0,24 0.682-1.038 0.02 Material/Substance λ, W m -1 K -1 Aluminum oxide Al 2 O 3 Aluminum nitride AlN Titanum nitride TiN Zinc oxide ZnO Boron nitride h-bn c-bn Copper Brass Cu63% Brass Cu70% Copper oxide CuO Bronze Carbon Diamond impure Diamond natural Diamond isotopically enriched Carbon nanotube (multiwall) (single wall) Graphene Calcium silicate Chalk Clay, dry to moist Clay, saturated Porcelain Quartz mineral (single crystal) Quartz Fused or Vitreous Silica Glass SiO 2 pure SiO 2 96% Fibreglass 30 285 19.2 21 600 ; 30 740 401 125 109 33 42 1.7 1000 2.2 3.32-41 3180 3500 (5300±480) 0.05 0.09 0.15-1.8 0.6-2.5 1.5 12 ; 6.8 1.46 1.05 1.2-1.4 0.04

Závěr V současné době nanočástice jsou často používány pro zlepšení tribologických vlastností polymerů. Takže, je vhodné zkoumat jejich vliv na tepelné vodivosti také, zda je účelné a jak zlepšit tento vliv.