Kljub mnogo izvedenim študijam je informacij o interakciji med mazivi in DLC prevlekami izredno malo. V tokratni raziskavi smo uporabili ToF – SIMS, XPS in analizo kontaktnega kota za določitev sposobnosti adsorpcije in mehanizmov adsorpcije dveh aditivov za olja, t.j. haksadekanola in heksadekanojske kisline, na a-C:H DLC prevleki. Analizirali smo tudi odpornost adsorpcijskega filma na zunanje vplive, npr. čiščenje s topilom. Rezultati so pokazali, da se molekule obeh aditivov adsorbirajo na okside in hidrokside, ki so prisotni na osnovni površini DLC prevleke in zaščitijo novo nastale strukture s svojimi ogljikovodikovimi repi. Posledično so površine manj polarne, kar pomeni tudi manjšo polarno komponento površinske energije. Dokazali smo tudi, da ultrazvočno čiščenje v heptanu nima znatnega vpliva na količino adsorbiranih molekul ali njihovo kemijsko stanje, kar ne dokazuje zgolj precej močne adsorpcije teh molekul, temveč je tudi uporabna informacija za nadaljnje raziskovalno delo. Izmed obeh raziskovanih molekul izkazuje heksadekanojska kislina večjo sposobnost adsorpcije kot alkohol, kar razloži doslej znane primere boljših triboloških lastnosti ob uporabi kisline v primerjavi z alkoholom.
COBISS.SI-ID: 14399003
Raziskava se osredotoča na koncentracijo ZDDP (1,5 in 20 % utežnega deleža) in njen vpliv na tvorbo ZDDP površinskega filma med statičnimi termalnimi testi pri 150 °C. Hidrogenirane, s silikonom dopirane DLC prevleke in jeklo (referenčna površina) so bili analizirani s pomočjo ATR – FTIR spektroskopije in XPS. Iz rezultatov je razvidno, da struktura ZDDP termalnega filma na vseh treh površinah sestoji iz treh enakih pirofosfatskih skupin, sulfatne skupine pa so različne. Na jekleni površini je sulfidni del sestavljen iz mešanice organskih sulfidov in sulfohidridnih skupin, na H-DLC in Si-DLC površinah pa najdemo samo organske sulfidne skupine – sulfohidridne skupine niso prisotne. Tako ATR-FTIR kot XPS analizi kažeta, da različna koncentracija ZDDP ne vpliva na končno kemijsko strukturo ZDDP termalnega filma na nobeni izmed obravnavanih površin. Nadalje analiza z XPS pokaže, da debelina termalnega filma linearno narašča z koncentracijo v celotnem območju med 1 in 20 % utežnega deleža, kar dokazuje uniformno kemijsko strukturo. Iz primerjave debeline filmov je tudi možno zaključiti, da je reaktivnost ZDDP filma višja na jekleni površini kot na DLC prevlekah.
COBISS.SI-ID: 14627099
Nevtronska reflektometrija (NR) se je izkazala kot pomembno analitično orodje za proučevanje adsorpcije v režimu mejnega mazanja za enostavne in kompleksne aditive z uporabo bodisi devteriranih aditivov bodisi devteriranih baznih olj. NR omogoča in-situ meritve adsorpcije v prisotnosti maziva in hkrati zagotavlja določitev kvantitativnih fizikalnih lastnosti adsorbiranih plasti s podnanometrsko ločljivostjo. V tem delu smo s pomočjo nevtronske reflektometrije določili debelino in gostoto adsorbiranih plasti različnih aditivov (oljni aditivi in ZDDP) na različnih DLC-prevlekah. V članku so najprej predstavljeni vplivi strukture prevleke in prisotnosti dopirnega elementa na adsorpcijo dveh enostavnih oljnih aditivov, tj. heksadekanola ter heksadekanojske kisline. Sledijo rezultati raziskave interakcije ZDDP aditiva s hidrogenirano DLC-prevleko (a-C: H) pri različnih temperaturah in časih izpostavljenosti. V zadnjem delu so predstavljeni rezultati meritev tvorbe/odstranjevanja adsorbirane plasti v prisotnosti tribološkega kontakta. V ta namen smo v nevtronski reflektometer namestili lastno zasnovano tribološko preizkuševališče. Rezultati so pokazali, da lahko z uporabo NR dobimo neposredne dokaze o adsorpciji aditivov na DLC-prevleke kot funkcijo pomembnih inženirskih parametrov (čas, temperatura in drgnjenje).
COBISS.SI-ID: 23235677
V tem delu smo preučevali ali se lastnosti ZDDP tribofilma ohranjajo pri uporabi različnih kontaktnih konfiguracij iz jekla in DLC ter kako se te lastnosti spreminjajo v istoparnih jeklenih in DLC kontaktih v primerjavi z mešanimi kontaktnimi pari. Preučevali smo torne lastnosti na makro- ter nano-skali, debelino, topografijo ter kemijske lastnosti tribofilmov. Izvedli smo 1- ter 6-urne drsne teste v prisotnosti ZDDP aditiva za konfiguracije jeklo/jeklo, DLC/jeklo, jeklo/DLC in DLC/DLC. Rezultati so pokazali, da tribofilmi, ki se formirajo na različnih površinah izkazujejo zelo različne lastnosti, še posebej so te razlike vidne v kemijski sestavi, za katero je znano, da ima odločilen vpliv na tribološke lastnosti na makro- in nano-skali. Ti rezultati tako jasno kažejo, da na tribokemijo ZDDP filma ne vpliva samo vrsta materiala temveč tudi položaj gibljive ali stacionarne površine v kontaktu.
COBISS.SI-ID: 45678932
Organski modifikatorji trenja (OFM) so aditivi, ki delujejo preko adsorpcije polarne glave na površino. Kljub številni literaturi ni zaslediti raziskav, ki bi preučevale adsorpcijo OFM iz komercialnega mazalnega olja. Za razvoj novih, boljših in okolju prijaznejših aditivov je razumevanje tako adsorpcije kot tudi omočljivosti ključne pomena, zato smo v povezavi z družbo TOTAL (Francija) izvedli meritve preprostih OFM iz komercialnega sintetičnega baznega olja na jeklo s pomočjo kvarčne mikrotehtnice (QCM). Čeprav je v zadnjih desetletjih postalo očitno, da omočljivost igra pomembno vlogo v tribologiji, še vedno ni podatkov o tem, kako aditivi in njihova različna molekulska struktura vplivajo spremenijo omočljivost olja, če sploh. Študije poročajo, da za popisovanje omočljivosti olja na jeklu najpogosteje uporabljeni statični kot omočljivosti morda ni zadosten oz. neprimernejši parameter. V tem delu smo raziskovali vpliv molekulske strukture nekaterih preprostih OFM (maščobne kisline, alkohola in amina) na adsorpcijo iz mazalnega olja ter kako tvorjen adsorbirani film vpliva na statično in dinamično omočljivost olja. Z vrednotenjem omočljivosti s parametri statične in dinamične omočljivosti (napredujoči in umikajoči kot omočljivosti ter histereza kontaktnega kota CAH) smo želeli ugotoviti, kateri parameter omočljivosti je najbolj primeren za popis omočljivosti olja.
COBISS.SI-ID: 12345678