Ultra Baixo Coeficiente de Atrito no Deslizamento de Si3n4-al2o3 em Água: Estudo Ab Initio do Running-in.
Nome: ROBERTO BALARINI JUNIOR
Tipo: Dissertação de mestrado acadêmico
Data de publicação: 27/11/2013
Orientador:
Nome |
Papel |
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| CHERLIO SCANDIAN | Orientador |
Banca:
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Papel |
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| AMILTON SINATORA | Suplente Externo |
| CHERLIO SCANDIAN | Orientador |
| MARCELO CAMARGO SEVERO DE MACÊDO | Examinador Interno |
| VANDERLEI FERREIRA | Examinador Externo |
Resumo: Este trabalho é uma investigação tribológica envolvendo o par cerâmico composto por esferas de nitreto de silício (Si3N4) deslizando contra discos de óxido de alumínio (Al2O3) em água. No total, dez ensaios foram conduzidos com a intenção de reproduzir o fenômeno de Ultra Baixo Coeficiente de Atrito (UBCA) em laboratório, o qual é caracterizado pela obtenção de valores de coeficiente de atrito (µ) da ordem dos milésimos (µ < 0,01) no regime estacionário. Uma vez alcançado os valores de UBCA, o objetivo principal deste trabalho foi o de investigar o período de running-in, através de uma série de análises em relação ao comportamento do coeficiente de atrito durante o regime transitório, incluindo correlações com algumas variáveis, como rugosidade superficial, erros de batimento axial, íons formados durante o deslizamento e desgaste das cerâmicas. Para isto, as curvas de coeficiente de atrito por tempo foram expandidas para intervalos de tempos pré-determinados e o comportamento de µ em cada um destes intervalos foi investigado e comparado entre os ensaios realizados, sendo que o caráter oscilatório do coeficiente de atrito foi inserido nas análises do período transitório. Em geral, foi comprovado que maiores valores de rugosidade superficial resultaram em maiores períodos de running-in e que existe uma tendência de aumento de desgaste com o aumento do tempo de transição. Para todos os ensaios, a taxa de desgaste das esferas de Si3N4 foi superior à dos discos de Al2O3. Em adição, através de comparações entre a medida da soma das rugosidades das superfícies desgastadas com a espessura mínima do filme lubrificante, este trabalho confirma a hipótese de que é necessário um regime de lubrificação misto (hidrodinâmico e limítrofe) para a obtenção do regime de UBCA, sendo que, para a eficácia do modo de lubrificação esperado, estima-se que é necessário concentrações de íons de silício (Si) superiores a 1,3 mg/l, aproximadamente. Esta quantidade de íons Si é supostamente a mínima necessária para a formação de uma camada de sílica adequada para conferir a parcela de lubrificação limítrofe necessária para a obtenção do regime de UBCA.
Palavras chave: Ultrabaixo coeficiente de atrito (UBCA); Nitreto de silício; Óxido de alumínio; Lubrificação com água.
