| Περίληψη |
Από τότε που απομονώθηκε για πρώτη φορά, το γραφένιο απέσπασε τεράστιο ενδιαφέρον από τους επιστήμονες, λόγω των μοναδικών οπτικών, ηλεκτρικών και μηχανικών του ιδιοτήτων. Παρουσιάζει μηχανικές ιδιότητες, καθώς θεωρείται το πιο σκληρό υλικό στη φύση, ενώ ταυτόχρονα είναι πολύ ελαφρύ, ζυγίζοντας μόνο 0.77 mg ανά τετραγωνικό μέτρο. Επίσης, η θερμική αγωγιμότητα που εμφανίζει το γραφένιο είναι μια από τις πολύ σημαντικές ιδιότητές του, στις οποίες στηρίχτηκε η παρούσα διπλωματική εργασία, η οποία
σε συνδυασμό με τις εξαιρετικές τριβολογικές ιδιότητες του, το καθιστούν ιδανικό για τη χρήση του ως λιπαντικό και ως πρόσθετο σε λάδι μηχανής. Βρίσκει εφαρμογές σε διάφορους τομείς, όπως στους υπερπυκνωτές, βιοαισθητήρες, φωτοβολταϊκά και πάνελ αφής. Στην παρούσα διπλωματική εργασία, το rGO χρησιμοποιείται σαν πρόσθετο σε λάδι μηχανής (5W-40). Καθώς το λάδι μηχανής αποτελεί επίσης ένα είδος λιπαντικής και ψυκτικής ουσίας, χρησιμοποιείται για μείωση των τριβών στα κινούμενα μέλη μιας μηχανής, καθώς και για την ψύξη της. Πιο συγκεκριμένα, μελετήθηκαν δείγματα διαφορετικών συγκεντρώσεων (0.01% w/w, 0.02% w/w, 0.04% w/w, 0.06% w/w, 0.08% w/w, 0.1% w/w και 0.2% w/w) των εναιωρημάτων σε λάδι μηχανής των rGO, SWCNTs, rGO+SWCNTs και MWCNTs. Τα εικοσιπέντε δείγματα προσδιορίστηκαν μέσω νεφελομετρίας, καθώς επίσης μελετήθηκε η τριβολογική συμπεριφορά των πιο ιδανικών δειγμάτων, μέσω ενός παλινδρομικού τριβομέτρου, με χαλύβδινη σφαίρα (100 CR6 ή 52100) σε ειδικά τεμάχια χάλυβα κοπής (Sverker 21-AISI D2),για τη διερεύνηση της συμπεριφορά τους ως προς τη φθορά και την τριβή. Τα βέλτιστα αποτελέσματα αφορούσαν τα εναιωρήματα του rGO συγκεντρώσεων 0.02%w/w και 0.04%w/w, όπου τα δεδομένα τριβής ήταν μειωμένα. Περεταίρω πειράματα έγιναν για εξέταση του ιξώδους των εναιωρημάτων του rGO σε λάδι μηχανής, εφόσον αυτό ήταν που έδωσε τα καλύτερα αποτελέσματα κατά τη μελέτη της τριβολογικής συμπεριφοράς, κάτω από συνθήκες διαφορετικών συγκεντρώσεων και θερμοκρασίας. Τα πειράματα
πραγματοποιήθηκαν αρχικά στους 20oC και στη συνέχεια στους 80oC για τις συγκεντρώσεις 0%w/w, 0.01%w/w, 0.02%w/w, 0.04%w/w και 0.06%w/w. Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι το ιξώδες μειώνεται με αύξηση της θερμοκρασίας και αυξάνεται με αύξηση της συγκέντρωσης. Ως καλύτερο πρόσθετο σε λάδι μηχανής αποδείχθηκε ότι είναι το 0.06 % w/w rGO σε λάδι μηχανής εφόσον δίνει τις πιο παραπλήσιες τιμές ιξώδους με το καθαρό λάδι.
|
Synthesis of reduced graphene oxide and study of its tribological behavior as an additive in engine oil
