Cette image composite représente la composition et les performances d'un nouveau lubrifiant non liquide développé par des chercheurs de l'Université Purdue. Crédit :Image de l'Université Purdue/Abdullah A. Alazemi
Les chercheurs ont créé un nouveau type de lubrifiant non liquide qui réduit considérablement la friction et l'usure dans les conditions extrêmes rencontrées dans diverses applications, des compresseurs d'air aux systèmes de missiles.
Le nouveau composite sans liquide est fabriqué à partir d'une suspension d'un matériau appelé graphène, oxyde de zinc, et le polymère difluorure de polyvinylidène. Le graphène est une couche de carbone extrêmement mince qui a de nombreuses applications technologiques potentielles, y compris la lubrification.
"Il a une conductivité thermique supérieure, haute résistance et offre un frottement ultra-faible, " dit Vilas Pol, professeur agrégé de génie chimique à l'Université Purdue.
Les particules nanométriques d'oxyde de zinc que l'équipe a développées permettent au lubrifiant de coller à la surface métallique, et le polymère lie l'ensemble du mélange, a déclaré Arthur Dysart, étudiant diplômé en génie chimique.
Des lubrifiants solides sont nécessaires pour des applications telles que les compresseurs d'air, équipements utilisés dans l'industrie alimentaire, véhicules spatiaux, mécanismes à engrenages et chaînes, fixations trouvées dans des environnements à haute température, systèmes de missiles, imprimantes à grande vitesse, moteurs hydrauliques en treuils, grues et véhicules militaires, broyeurs et engins de forage haute performance.
"Les causes fondamentales de défaillance mécanique sont le frottement et l'usure, ainsi réduire ces facteurs améliore les performances et la durée de vie de nombreux systèmes mécaniques, " a déclaré Farshid Sadeghi, Professeur émérite de génie mécanique Cummins de Purdue. « Malgré les avancées récentes, les lubrifiants liquides ne peuvent pas être utilisés dans des situations de haute température ou de basse pression comme un environnement sous vide, les lubrifiants secs à l'état solide sont donc une alternative viable à leurs homologues liquides dans les environnements d'exploitation extrêmes. »
Cette image, prises à l'aide d'un microscope électronique à balayage et d'une spectroscopie de rayons X à dispersion d'énergie, montre des particules de zinc dans un nouveau type de lubrifiant non liquide développé par des chercheurs de l'Université Purdue. Crédit :Purdue University image/Arthur Dysart
Les chercheurs ont testé des surfaces en acier inoxydable recouvertes du nouveau lubrifiant.
"Nous l'avons testé dans le pire des cas, " a déclaré Abdullah A. Alazemi, étudiant diplômé en génie mécanique.
Les résultats ont été détaillés dans un article de recherche publié le 11 juillet dans le journal Carbone .
"La durabilité et la résilience de ce revêtement adhésif suggèrent un potentiel exceptionnel en tant que lubrifiant sec pour les applications à forte charge, " dit Pol.
Les chercheurs ont découvert que le lubrifiant composite forme un film qui améliore considérablement la friction et la réduction de l'usure. L'analyse spectroscopique Raman des cicatrices d'usure a révélé ce film protecteur persistant sur les surfaces de contact.
