Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Trajano, Marinalva Ferreira
• Orientador(a): Alves, Salete Martins
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Síntese; Nanopartículas inorgânicas; Deposição por sputtering; Engrenagens de turbinas eólicas; Tribologia
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24938

Engrenagens e outros conjuntos mecânicos são muito importantes para a conversão da energia eólica em energia elétrica em turbinas eólicas, mas a sua durabilidade e eficiência são severamente prejudicadas por algumas questões tribológicas como corrosão, desgaste, deformação e fragmentação. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deformação são de fontes não renováveis podendo não ser viáveis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renováveis substituindo o óleo mineral e aditivo de extrema pressão. A este respeito, óleos vegetais e novos aditivos inorgânicos estão sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas eólicas. O objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopartículas estáveis inorgânicas em óleos vegetais por sputtering, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes. A metodologia aplicada está divida em 5 etapas: 1- preparação do biolubrificante (óleo de girassol epoxidado); 2- caracterização físico-quimica dos lubrificantes; 3- deposição das nanopartículas por sputtering; 4- caracterização da dispersão e 5 avaliação tribológica. Nas deposições foram utilizados três níveis de corrente de descarga e taxa de deposição (30 mA- 0,8 Å/s, 40 mA- 1,3 Å/s e 50 mA- 1,51 Å/s), três diferentes concentrações, em peso, de nanopartículas (0,05%, 0,1% e 0,3%) e com alvo Cu para se obter nanopartículas de cobre. As nanopartículas formadas foram caracterizadas em função do tamanho de partícula pela técnica de SAXS e por MEV. A dispersão das nanopartículas foi analisada por Uv-Visível, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribológico foi utilizado o tribômetro HFRR. Os resultados mostraram que os biolubrificantes com melhoram o desempenho tribológico melhorando o desgaste e reduzindo atrito em superfícies metálicas. Além disso, este método de preparo do nanobiolubrificante eliminou o problema de dispersão verificado por outras técnicas de dispersão.