روانکاری هوشمند چرخ دندهها به کمک نانو کامپوزیت
به منظور تسهیل حرکت قطعات درگیر در صنعت از مواد روانکار استفاده می شود، روانکاری یکی از اصول مهم در صنایع به شمار میرود که امروزه به یک علم تبدیل شده است. محققان دانشگاه مراغه با ترکیب علم روانکاری و علم نانو، نانوکامپوزیتهایی سنتز کردهاند که در قطعات درگیر صنعتی از قبیل چرخ دنده ها و یاتاقان ها قابل استفاده است، این مواد شرایطی را ایجاد می کنند که سطوح درگیر به طور مداوم تحت عملیات روانکاری قرار می گیرند.محمد رضا اکبرپور عضو هیات علمی دانشگاه مراغه، ضمن اشاره به عدم کارایی روانکارهای مایع در شرایط خاص محیطی، در خصوص چالش های پیش روی گزینه های جایگزین آنها گفت: «روان کننده های مایع در شرایط خاصی از قبیل دمای بسیار بالا یا پایین، خلا، تابش و یا فشار تماسی شدید عملکرد مطلوبی ندارند و ممکن است موجب آسیب رساندن به تجهیزات شوند. در این شرایط استفاده از روانکارهای جامد میتواند به کاهش اصطکاک کمک کند. اما این نوع روانکارها هم با چالشهایی روبهرو هستند؛ یکی از آنها مشکلات مربوط به عرضه مداوم آنها بر روی سطوح در تماس است.»وی افزود: «یکی از رویکردها برای رفع عیوب روانکنندههای جامد، ایجاد سطوحی با خاصیت خود روانکاری است. ما در طرح حاضر تلاش کردیم با بهرهگیری از فناوری نانو، نانوکامپوزیتهایی با خاصیت خود روانکاری سنتز کنیم.»این محقق در رابطه با مکانیسم عملکرد نانوکامپوزیتهای خود روانکار گفت: « نانوکامپوزیتهای سنتز شده در این طرح دارای یک ماتریکس فلزی است که نانولولههای کربنی و نانو ذرات سیلیسیم کاربید در آن پراکنده شده است. این نانو ذرات نقش اصلی را در روانکاری سطح بازی میکنند. در واقع ماتریکس فلزی مانند مخزنی از نانولولههای کربنی روانکار است که به طور پیوسته این ذرات را بین سطوح در تماس منتشر کرده و موجب تسهیل حرکت آنها می شود.»به گفته اکبرپور، در طرح حاضر نانوکامپوزیتهای خود روانکار متشکل از فلز مس به عنوان زمینه و درصدهای مختلفی از نانو ذرات سیلیسیم کاربید و نانولوله های کربنی به عنوان نانوذرات پراکنده با ترکیب دو فرایند متالورژی پودر ورقهای و پرس گرم ساخته شدهاست. پس از اتمام فرایند ساخت، آزمون های مشخص هیابی به منظور بررسی ساختار نانوکامپوزیت انجام شده است. در نهایت نیز نانوکامپوزیت تولید شده از حیث مشخصه های عملیاتی نظیر سختی، سایش و اصطکاک مورد بررسی قرار گرفته است.نانو کامپوزیت با ترکیب دو درصد حجمی سیلیسیم کاربید و چهار درصد حجمی نانولوله کربنی در بهینه ترین حالت ممکن قرار دارد و در مقایسه با مس تقویت نشده، ضریب اصطکاک آن 60 درصد کاهش را نشان می دهد.این تحقیقات حاصل تلاش های دکتر محمدرضا اکبرپور عضو هیات علمی دانشگاه مراغه ، سعید علی پور معصومآباد و امین صفرزاده دانش آموختگان مقطع کارشناسی این دانشگاه است.نتایج این کار در مجله Composites Part B: Engineering با ضریب تاثیر 4.92 (جلد 158، سال 2019، صفحات 92 تا 101) منتشر شده است.
