Nanogümüş katkılı kolloidal süspansiyonların tribolojik performanslarının araştırılması

Abstract

Aşınmaya maruz ortamlarda kullanılan soğutma ve yağlama sıvılarının performanslarının arttırılması için nano partikül takviyelerinin kullanılması, tribolojik koşulların optimizasyonu açısından önem taşımaktadır. Nano partiküllerin kolloidal süspansiyon olarak kullanılabilmeleri, sınır yağlama tabakasına nüfuziyeti kolaylaştırmaktadır. Bu çalışmada etilen glikol solüsyonu içerisinde farklı oranlarda süspansiye edilen nano gümüş partiküllerin aşınma bölgesindeki etkisi, sıcaklık değişimi, sürtünme katsayısı, ağırlık kaybı ve yüzey pürüzlülüğü parametreleri yoluyla araştırılmıştır. Gümüş 406 W/mK değeri ile ısı iletim katsayısı en yüksek olan metalik malzemedir. Bu sebeple nanogümüşün aşınma bölgesinde soğutma ajanı olarak kullanılabileceği ve aşınmaya bağlı oluşacak deformasyonları minimize edebileceği düşünülmüştür. Ayrıca aşınma deneylerinde yük ve hız parametreleri de incelenerek, kesme sıvıları ile yük ve hız parametrelerinin etkileşimi analiz edilmiştir. Aşınma karakterizasyonu için deney numunelerinin yüzey topoğrafyası, SEM ve EDX sonuçları ile görsel olarak incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, kesme sıvısı içerisinde nanogümüş miktarı arttıkça aşınan malzeme miktarının azaldığı, aşınan yüzey kalitesinin arttığı, aşınma bölgesi sıcaklığının düştüğü ve aşınma bölgesindeki sürtünme katsayısının azaldığı belirlenmiştir. Nano gümüş partiküllerinin aşınma bölgesine nüfuz edebilme kabiliyetinde etilen glikolün önemli oranda etkili olduğu görülmüştür.

Use of nano particle additives for improving the performance of cooling and lubricating fluids in conditions exposed to wear bears great significance for the optimization of tribological conditions. Use of nanoparticles as colloidal suspension makes the penetration into the layer of lubricating border easier. In this study, the effect of nano silver particles suspended in different ratios in ethylene glycol solution has been investigated through the parameters of temperature change, friction coefficient, weight loss and surface roughness. The silver has the highest thermal conductivity coefficient among the metallic materials with its 406 W/mK value. Therefore, it is thought that nanosilver can be used as the cooling agent in the wear region and minimize the deformations caused by the wear. Moreover, examining the load and speed parameters in the wear experiments, the interaction of them with cutting fluids has been analysed. For the wear characterization, the layer topography of the experiment samples was examined visually with the results of SEM and EDX. According to the results, it has been found that as the amount of the nanosilver in the cutting fluid increases, the amount of the worn material decreases, also the quality of the worn surface raises and the temperature and the friction coefficient in the wear region decrease. It was seen that the ethylene glycol has a significant effect on the penetration ability of the nano silver particles to the wear region.