Instrumentação de um tribômetro com espectroscopia Raman para avaliação in situ da formação de filme lubrificante

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Almeida Júnior, Francisco Alves Maia de
• Orientador(a): Alves, Salete Martins
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Tribologia; Espectroscopia Raman; Lubrificação limítrofe
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/32062

Com a modernização da indústria, a demanda por lubrificantes mais sustentáveis cresceu exponencialmente em todo o mundo, devido aos seus aspectos renováveis e biodegradáveis. As propriedades dos lubrificantes são conferidas através da sua aditivação, porém, a maioria desses aditivos são compostos a base de enxofre e outros compostos que são tóxicos ao meio ambiente, nesse contexto, o uso de nanopartículas como aditivação alternativa ganhou espaço e se mostrou bem eficiente na redução de desgaste e atrito em contatos lubrificados. Todavia, a redução de desgaste em biolubrificantes nanoaditivados ocorre por meio de mecanismos que precisam ser explicados, o que leva a necessidade de técnicas de caracterização adequadas para tal. A espectroscopia Raman é uma técnica que se destaca na caracterização de sistemas tribomecânicos, devido a facilidade de se obter dados sem a preparação preliminar de amostras. Este trabalho tem como objetivo o desenvolvimento de um espectrômetro Raman de baixo custo e a instrumentação do mesmo em um tribômetro pino sobre disco e uma câmera de alta velocidade, a fim de caracterizar a formação de filme lubrificante em sistemas lubrificados que agem sob movimento relativo. Adotou-se o regime de lubrificação limítrofe, com baixa velocidade e com variação de três cargas, 100 N, 150N e 200 N. A análise Raman foi realizada em cima da trilha de desgaste, o tribopar usado foi de aço SAE 1045 (Disco) e aço SAE 52100 (esfera), o lubrificante utilizado foi óleo de soja epoxidado puro e aditivado com nanopartículas de carbono amorfo polimérico nas concentrações de 0,05%, 0,1% e 0,2%. Após os ensaios tribológicos as a trilha de desgaste no disco foi avaliada por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia Raman e perfilometria. Os resultados mostram que o espectrômetro Raman desenvolvido é funcional. Para a concentração de 0,05% observou-se coeficientes de atrito característicos de super low-friction, que melhoram a lubrificação e diminuem o desgaste, para concentrações mais altas, as nanopartículas intensificam o efeito abrasivo devido a interação com a superfície, aglomeração com nanopartículas secundárias.