첨가 나노 입자의 크기와 형상에 따른 나노윤활유의 윤활 특성 비교

이창건; 황유진; 최영민; 박민찬; 김경민; 이재근; 최철; 오제명

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자료유형: 학술대회자료

저자정보: 이창건 (부산대학교) 황유진 최영민 박민찬 김경민 이재근 최철 오제명

저널정보: 한국트라이볼로지학회 한국트라이볼로지학회 학술대회 한국윤활학회 2008년도 제46회 춘계학술대회

발행연도: 2008.6

수록면: 140 - 145 (6page)

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이 논문의 연구 히스토리 (2)

2008

그라파이트 나노윤활유의 열화 후 윤활 특성 비교 연구

이창건 , 황유진 , 최영민 외 4명 Tribology and Lubricants 2008.08 학술저널

첨가 나노 입자의 크기와 형상에 따른 나노윤활유의 윤활 특성 비교

이창건 , 황유진 , 최영민 외 5명 한국트라이볼로지학회 학술대회 2008.06 학술대회자료

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본 연구에서는 산업용 기어유를 이용하여 나노 윤활유를 제작하고 첨가 입자의 형상과 크기에 따른 윤활 특성을 비교 평가하였다. 각 윤활유에 대한 윤활 특성을 파악하기 위하여 Disk-on-disk Tribotester를 이용하여 다양한 하중 조건에서의 마찰계수 및 마찰표면의 온도를 측정하였으며, SEM 분석을 통하여 그 마찰면의 마멸 특성을 파악하였다.
윤활유에 나노 입자를 첨가할 경우, 윤활 특성이 향상된다. 마찰면 사이에 나노 입자가 존재할 경우, Ball Bearing과 같은 역할을 수행하여 두 면의 접촉을 감소시킨다. 입자 형상과 관련하여 섬유상의 입자를 첨가한 나노 윤활유는 구형 입자를 첨가한 나노 윤활유에 비하여 더 높은 마찰계수 값을 가지고 윤활 특성이 나쁘며 마찰면의 마멸이 많이 발생한다. 이는 섬유상의 입자를 윤활유에 분산시킬 경우, 그 분산이 불안정하며 응집 등이 발생하여 마찰을 증가시키기 때문이다. 나노 입자의 크기도 접촉면의 마찰과 마멸을 감소시키는데 주요한 요소로 입자의 크기가 작을수록 윤활 특성이 우수하며, 입자 크기가 마이크로 크기가 되면 입자 침전으로 인해 나노 윤활유의 기능을 상실하며 마이크로 입자가 유막 형성을 방해하여 그 윤활 특성이 나빠지게 된다.

Many researchers have tried to improve the tribological characteristics of the lubricants to decrease the friction coefficient and wear rate. One of the trials is simply adding additives into the base lubricant. This method has been widely applied in lubrication engineering and contributed to the increase of the ability of lubricants. Recently nanoparticles are suggested as a new kind of additives because of their size, shape and other properties. Nano lubricant is a new kind of engineering lubricant made of nano particles, dispersants and base oil. In this study, carbon-based nano particles and nano fibers such as graphite, carbon black, GNF(Graphite nanofiber) and MWCNT(Multi-walled carbon nano tube) are used to fabricate nano lubricants for enhancing the tribological properties and lubrication characteristics. The base lubricant used in this research is an industrial gear oil which has 220 cSt of kinematic viscosity at 40℃. To investigate the physical and tribological properties of nano lubricants, the friction coefficients and the temperatures were measured with disk-on-disk tribotester in the range up to 3,000 N. The friction surfaces were observed by scanning electron microscope (SEM). The results were compared on the views of the effects of the particle shape and size. The results of friction coefficient test show that the spherical particles have better lubrication characteristics than the fibrous particles. Also from the results of SEM, the tendency of wear in the case of spherical particles additives is better than of fibrous particles. To observe the size effect of nano particle additives, graphite paticles having different particles size (i.e. 55㎚, 450㎚, 5㎛) are adopted. The smaller particle additives decrease the friction coefficient and wear of the friction surfaces. But the micro scale particle additives show worse lubrication characteristics than nano scale particle additives because of the unstable dispersion and the sedimentation of particles.

#Nano lubricant #friction coefficient #Carbon-based nano particles #Disk-on-disk tribotester

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