Análise da superfície desgastada por Micrografias

As micrografias e microanálise química (EDS) das superficies desgastadas dos discos lubrificados com óleo aditivado com a NNP A, B e c nas tres concentrações encontram-se disponiveis nas figuras 11.

Figura 11: EDS e Micrografia da superficie desgastada lubrificada por PAO

aditivado com NNP A nas concentrações 0,1%, 0,25% e 0,5%.

0,1% wt Fe O Cu Outros 1 92.74 0.12 7.14 2 94.52 2.30 0.41 2.77 3 94.89 2.31 0.56 2.24 4 96.71 0.20 3.09 0,25% wt Fe O Cu Outros 1 78.10 9.61 1.34 10.95 2 90.72 2.65 2.69 3.94 3 95.82 1.38 1.01 1.79 4 93.04 4.45 1.26 1.25 0,5% wt Fe O Cu Outros 1 96.28 1.08 0.59 2,05 2 93.12 3.02 1.44 2,42 3 95.54 1.73 0.43 2,3 4 89.79 7.06 0.78 2,37

A morfologia da superfície desgastada é dependente da concentração. A superfície mais lisa foi observada para o disco lubrificados com 0,1% do nanolubrificante devido à película de nanopartículas formada e o mecanismo de desgaste da tribo-sinterização pode ser observado para esta condição. Por outro lado, o movimento alternado deslizante com maior quantidade de CuO (0,5%) aumenta drasticamente o dano superficial (desgaste). A deformação da superfície também é

0,1%

0,5%

aumentada com o aumento da concentração da NNP A. As morfologias das superfícies desgastadas com 0,25 e 0,50% mostra que as camadas de detritos das superfícies foram extrudados a partir da interface de contato na direção deslizante. Vê-se que a superfície a 0,5% foi deformada plasticamente e alongada com mais detritos de desgaste; isto indica que, para esta concentração, o desgaste pode ser categorizado como desgaste adesivo. A variação da quantidade de cobre presente na superfície desgastada mostra que a deposição ocorre, para todos os nanolubrificantes de CuO, mas não foi uniforme. Para a condição de 0,5% de CuO valores baixos foram encontrados no EDS e sugerem que uma parte das nanopartículas permaneceu aderido no contato, mas outra é perdida.

As micrografias e microanálise química (EDS) das superfícies desgastadas dos discos lubrificados com oleo aditivado com a NNP B nas tres concentrações, encontram-se disponiveis na figura 12.

Figura 12: EDS e Micrografia da superficie desgastada lubrificada por PAO

aditivado com NNP B nas concentrações 0,1%, 0,25% e 0,5%

0,1% wt Fe O Cu Outros 1 87.84 3.16 5.78 3.22 2 92.36 5.68 0.24 1.72 3 91.75 1.55 0.16 6.54 0,25% wt Fe O Cu Outros 1 96.72 0.99 0.23 2.06 2 96.00 0.88 0.80 2.32 3 97.61 0.14 2.25 0,5% wt Fe O Cu Outros 1 97.96 0.21 1.83 2 96.42 0.97 0.52 2.09 3 95.99 1.60 0.50 1.91

Assim como nas morfologias apresentadas na NNP A, a morfologia da superfície desgastada com a NNP B também é dependente da concentração, com a condição de 0,1% demonstra características de desgaste por riscamento, foi observada para o disco lubrificado com 0,1% atribuído ao mecanismo de terceiro corpo exibido pela NNP B nessa concentração. Aumentando-se a concentração para 0,25% e 0,5% é observada uma modificação nas características do desgaste, passando ater características de desgaste adesivo corroborando com os resultados exibidos por estas concentrações, atribuída aos mecanismos de atuação pelo efeito

de polimento da superfície e pela formação de uma camada descontinua de nanopartículas distribuídas sobre a superfície sob a forma de remendos.

As micrografias e microanálise química (EDS) das superfícies desgastadas dos discos lubrificadas com oleo aditivado com a NNP C nas tres concentrações, encontram-se disponíveis nas figuras 13 A-C.

Figura 13: EDS e Micrografia da superficie desgastada lubrificada por PAO

aditivado com NNP C nas concentrações: A) 0,1%, B) 0,25% e C) 0,5%

0,1% wt Fe O Cu Outros 1 93.11 4.81 0.38 2.33 2 95.10 1.57 0.41 2.92 3 78.42 6.22 0.38 14.98 4 94.69 0.11 5.2 0,25% wt Fe O Cu Outros 1 97.34 0.46 2.2 2 95.04 2.17 0.92 1.87 3 92.45 3.59 2.42 1.54 0,5% wt Fe O Cu Outros 1 93.22 1.42 3.40 1.96 2 86.66 5.92 2.16 5.26 3 95.58 4.42

Para esta NNP as micrografias destacam como o aumento da concentração de nanopartículas no óleo base aumenta a deposição nas superfícies desgastadas. Menores concentração de CuO melhoram o comportamento tribológico da suspensão. A deposição de nanopartículas na superfície desgastada pode diminuir a tensão de cisalhamento e, portanto, reduzir o coeficiente de atrito e o desgaste. A baixa concentração de CuO (0,1%) tem um efeito de auto-reparação nas superfícies sem contato. Este resultado não foi encontrado por Battez et al. (2008), eles verificaram que a maior concentração CuO melhorou o comportamento tribológico das suspensões. Considerando-se que o tamanho de CuO nanopartícula do presente trabalho é 10 vezes menor do que o utilizado por Battez et al. (2008), pode-se concluir que minúsculas nanopartículas promovem um comportamento tribológico diferente em função da concentração de NNP.

As modificações na superfície são mínimas com o aumento de 0,1% para 0,25% com morfologias mais lisas observadas para os discos lubrificados nessas concentrações do nanolubrificante. Para a concentração de 0,5% é observado um aumento na deformação da superfície. No entanto, não se observam modificações nas características do desgaste, atribuído ao retardo para a formação do tribofilme discutido anteriormente.

4. CONCLUSÕES PARCIAIS

Através das análises desse capítulo, foi possível concluir que:

 Em todas as NNPs a morfologia da superfície desgastada é dependente da concentração;

 Minúsculas nanopartículas promovem um comportamento tribológico diferente em função da concentração de NNP;

 A deposição de nanopartículas na superfície desgastada pode diminuir a tensão de cisalhamento e, portanto, reduzir o atrito e desgaste. A baixa concentração de CuO (0,1%) teve um efeito de auto-reparação nas superfícies em contato;

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CAPÍTULO VII

Avaliação do desempenho das

nanopartículas nas Condições

otimizadas

Nesse capítulo serão apresentados e investigados os resultados da ação das partículas nas condições que exibiram melhores resultados obtidos nos capítulos discutidos ao longo da tese nos capítulos anteriores do estudo. Em somatório, será feita uma análise comparativa com um aditivo antidesgas

t

1. INTRODUÇÃO

Cada um dos parâmetros analisados nas etapas desse estudo foi escolhido pelo melhor resultado exibidos em cada etapa, afim de otimizar a atuação das nanopartículas como aditivo antidesgaste e dar diretrizes para a formulação de um nanolubrificante antidesgaste.

A condição otimizada baseou-se nas informações discutidas pela literatura, bem como nos dados e respostas experimentais discutidas ao longo dos capítulos que formam esse estudo.

Para investigar o desempenho do nanolubrificante desenvolvido e otimizado, e também objetivo desse trabalho comparar a atuação desse nanolubrificante com um aditivo comercialmente já utilizado na fabricação de lubrificantes com a propriedades antidesgaste.

De acordo com Cosa e Spikes (2016), os ditiofosfatos de zinco (ZDDPs) ainda são usados na grande maioria dos lubrificantes comerciais, apesar de esforços consideráveis nas últimas duas décadas para substituí-los por aditivos antidesgaste alternativos, uma vez que a presença de óxidos de enxofre e fósforo e sais metálicos em ZDDP é prejudicial aos dispositivos de tratamento do escape do motor, bem como prejudiciais ao meio ambiente.

Nos estudos de Oliveira et al. (2011) o percentual de 3% de ZDDP foi utilizado como aditivo antidesgaste em rolamentos. As investigações comprovaram a ação antidesgase desse aditivo ano em óleo sintético quanto em mineral. Nas investigações de Cosa e Spikes (2016), o uso de ZDDP formou tribofilmes mais espessos quando dissolvido no óleo base.