تهیه کامپوزیت های مس و اکسید مس با کربن و زئولیت ها و بررسی خواص تریبولوژی آن ها به عنوان افزودنی در روان کننده ها

واژه روان کاری یا tribology به عنوان علم تسهیل نسبی سطوح در تماس با یکدیگر تعریف شده است و با موضوعاتی همچون فرسودگی، طراحی و جنس مواد در ارتباط است. عدم روانکاری صحیح ماشین آلات علاوه بر آنکه باعث تقلیل راندمان مکانیکی و پایین آمدن بازده زمانی ماشین می شود منجر به فرسایش بیش از حد، فرسودگی و از کار افتادگی زود رس می شود. روان کاری صحیح و مناسب باعث افزایش راندمان ماشین آلات شده و باعث کاهش مصرف سوخت نیز می گردد. روان کاری یکی از قدیمی ترین تکنولوژی های تاریخ بشر است. تاریخ استفاده از روان کننده هایی مثل آب و چربی حیوانی به زمان فراعنه مصر در زمان ساخت اهرام مصر برمی گردد. تا قبل از سال 1859 روغن مورد نیاز برای روانکاری چرخ ارابه ها از منابع روغن های حیوانی مثل روغن نهنگ، خوک و همچنین از روغن های گیاهی بدست می آمد ولی به دلیل مقاومت پایین آنها موارد استفاده آنها محدود بود. پس از استخراج نفت خام و همگام با پیشرفت صنایع، روغن های نفتی جای روغن های چرب را گرفتند. امروزه عملکرد روغن های روان کننده در ماشین همانند عملکرد خون در بدن انسان است. عملکرد قوی یا ضعیف یک روغن روانکار به عملکرد مواد افزودنی بستگی دارد. روان کننده های مایع تقریبا در تمام تکنولوژی های مورد استفاده بشر استفاده می شود و هدف آنها عمدتا کاهش اصطکاک، محافظت از سطح تماس در مقابل سایش، دور کردن باقی مانده های سایش، کاهش گرما و کمک به سرمایش، صرفه جویی در مصرف سوخت است. از ویژگی های روان کننده ها میتوان به گرانروی مناسب، خواص گرمایی روان کننده ها ( گرمای ویژه، رسانایی گرمایی، نفوذ گرمایی)، ویژگی دمایی روان کارها (نقطه ریزش، نقطه ابری شدن ، نقطه اشتعال، نقطه آنیلین )، فراریت، باقیمانده کربنی، پایداری حرارتی، پایداری در مقابل اکسیداسیون و چگالی اشاره کرد. صنعت مدرن روغن های روان کننده برای اصلاح ویژگی و بهبود عملکرد روغن های صنعتی افزودنی های متعددی را مورد استفاده قرار داده است. مواد پلیمری، نانو ذرات ،ترکیبات آلی- معدنی و در سالهای اخیرذرات کامپوزیت ها از جمله این افزودنی ها هستند. اولین افزودنی روان کننده در سال 1935 به طور موفق تولید شد .ترکیبات حاوی سولفور و فسفر باعث ایجاد ویژگی های خوب تریبولوژی در روان کننده ها می شدند ولی در سالهای اخیر به خاطر مسائل زیست محیطی استفاده از ترکیبات حاوی سولفور، کلرین و فسفر به عنوان افزودنی روان کننده ها محدود شده است. امروزه تمام روان کننده ها ی مدرن حاوی پلیمرهای بلند زنجیر به عنوان اصلاح کننده خواص رئولوژی برای افزایش کارآیی در دمای بالاست. در سالهای اخیر مشخص شده است که نانوذرات آلی و معدنی که به عنوان افزودنی روان کننده ها سنتز شده اند ویژگی تریبولوژی روغن پایه را بهبود بخشیده و به عنوان عامل کاهش دهنده اصطکاک و سایش نقش مهمی ایفا می کنند. در دهه اخیر استفاده از کامپوزیت ها بطور ویژه مورد بررسی قرار گرفته است . هرچند در گذشته بر افزودن یک نوع ذره به روان کننده تاکید می شد امروزه تحقیقات در مورد افزودن ذرات کامپوزیت به روان کننده ها بسیار مورد توجه قرار گرفته است. ترکیبات کامپوزیت ها در مقایسه با ذرات که به صورت جداگانه به روغن ها اضافه می شود ویژگی های روغن را بیشتر بهبود می بخشد. نانو کامپوزیتهای ذرات مس دارای ویژگی تریبولوژی بسیار خوبی هستند. همچنین این ترکیبات توانایی نوسازی فیلم محافظ در بین دو سطح را دارا می باشند. در هنگام اصطکاک، نانو ذرات مس از سطح کامپوزیت جدا می شوند و حفره های میکرونی و شیارهای موجود در سطح را پر می کنند. به این ترتیب باعث کاهش ضریب اصطکاک می شود. از طرفی با توجه به شکل کروی نانو ذرات مس، این ذرات باعث تبدیل اصطکاک از حالت لغزشی به حالت غلتشی شده، باعث کاهش اصطکاک می شود. هدف اصلی در این پروژه در مرحله اول سنتز کامپوزیت مس و اکسید مس با کربن و زئولیت ها است. در مرحله دوم با فرض اینکه کامپوزیت حاصل پایدار است و در محلول روغن به صورت هموژن خواهد بود، به بررسی خواص تریبولوژی این کامپوزیت به عنوان افزودنی در روان کننده ها پرداخته خواهد شد. در این پروژه برای بررسیهای ساختاری کامپوزیتهای سنتز شده انواع تکنیکهای xrd ، sem ،tem ،ft-ir مورد استفاده قرار خواهد گرفت. بررسی خواص تریبولوژی با اندازه گیری خواص روان کننده از جمله ویسکوزیته، شاخص ویسکوزیته، سایش،