The comparative study of polymers for sliding pairs with UNMT (Universal Nano/Micro Tester)

In the article the results of comparative research of eight types of polymers, used in sliding pairs, are presented. For the selected polymers mechanical properties and then also their tribological characteristics were examined with UNMT (UNMT - Universal Nano/Micro Tester) to select the best material. Friction coefficient and wear measurements were performed with reciprocating ball-on-disk pair of UNMT under dry lubrication conditions. The usefulness of UNMT was confirmed as a quick and precise method. Presented results showed also that the best antifriction and anti-wear properties were observed for polymer with small hardness and elasticity module

Research on tribological properties of oil containing graphene oxide or hexagonal boron nitride

Celem tej publikacji jest przedstawienie wyników badań bazy olejowej SN-650 z różnymi stężeniami tlenku grafenu (GO), zredukowanego tlenku grafenu (rGO) wyprodukowanych przez Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie oraz heksagonalnego azotku boru (h-BN) wytwarzanego według technologii opracowanej w Wojskowej Akademii Technicznej. W pierwszej części pracy przedstawiono podstawowe wiadomości na temat grafenu i tlenku grafenu oraz możliwości ich zastosowania, w szczególności w dziedzinie tribologii. W drugiej części publikacji zaprezentowano wyniki badań właściwości smarnościowych próbek z dodatkiem 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1% i 2% masy tlenku grafenu, zredukowanego tlenku grafenu oraz heksagonalnego azotku boru. Pomiary zrealizowano przy wykorzystaniu uniwersalnego nanomikrotestera UNMT oraz aparatu czterokulowego T-02, w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych (od 1.10.2019 r. Zakład Materiałów Pędnych i Smarów) Wydziału Mechanicznego (od 1.10.2019 r. Wydział Inżynierii Mechanicznej) Wojskowej Akademii Technicznej. Otrzymane wyniki wykazały korzystny wpływ wprowadzania do bazy olejowej SN-650 dodatków w postaci tlenku grafenu lub heksagonalnego azotku boru na właściwości tribologiczne oleju.The aim of this publication is to present the results of studies on the SN-650 oil base with various concentrations of graphene oxide (GO), reduced graphene oxide (rGO) produced by the Institute of Electronic Materials Technology in Warsaw and hexagonal boron nitride (h-BN) produced according to the technology developed at the Military University of Technology. The first part of the publication presents basic information about graphene oxide and the possibilities of its use, in particular in the field of tribology. The second part of the publication presents the results of tests of lubricity properties of the samples with the addition of 0.05%, 0.1%, 0.5%, 1% and 2% of graphene oxide, reduced graphene oxide or hexagonal boron nitride. The measurements were carried out using the UNMT universal nano/microtester tester and the T-02 four-ball device, at the Department of Tribology, Surface Engineering and Logistics of Service Fluids, which is a part of the Institute of Mechanical Vehicles and Transport of the Mechanical Faculty of the Military University of Technology. The obtained results have demonstrated the beneficial effect of introducing additions in the form of graphene oxide or hexagonal boron nitride onto the tribological properties of the oil base

Tribological properties of grease containing graphene oxide or hexagonal boron nitride

Celem publikacji jest przedstawienie wyników badań bazy smaru plastycznego o klasie konsystencji 2 według klasyfikacji NLGI uszlachetnionej różnymi stężeniami tlenku grafenu GO, wyprodukowanego przez Instytut Technologii Materiałów Elektronicznych w Warszawie, lub heksagonalnego azotku boru h-BN, wytworzonego w Wojskowej Akademii Technicznej. W pierwszej części publikacji przedstawiono podstawowe wiadomości na temat grafenu oraz jego zastosowań, w szczególności w zakresie tribologii. W drugiej części artykułu zaprezentowano wyniki badań właściwości tribologicznych próbek uszlachetnionych tlenkiem grafenu lub heksagonalnym azotkiem boru w ilościach: 0,05%, 0,1%, 0,5%, 1% i 2% masy. Ponadto oceniono właściwości tribologiczne tzw. „pasty grafenowej”, wykonanej z płatkowego tlenku grafenu rozpuszczonego w wodzie. Pomiary zrealizowano przy wykorzystaniu aparatu czterokulowego T-02 i uniwersalnego mikronanotestera UNMT w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych Wydziału Mechanicznego Wojskowej Akademii Technicznej. Otrzymane wyniki wykazały korzystny wpływ wprowadzania do bazowego smaru plastycznego dodatków w postaci tlenku grafenu lub heksagonalnego azotku boru na jego właściwości tribologiczne. Tzw. „wodna pasta” z tlenku grafenu GO okazała się tak samo skuteczna jak smar plastyczny zawierający znaczną koncentrację GO (1% lub 2% m/m).The purpose of this paper is to present the results of research of tribological behavior of basic greases (of 2. NLGI class) including different mass concentration concentration (0.05%, 0.1%, 0.2%, 0.5%, 1%, 2%) of additives: graphene oxide (produced by the Institute of Electronic Materials Technology, Warsaw) and hexagonal boron nitride (produced by the Military University of Technology, Warsaw). In the first part of this publication there is elementary information about graphene and its applications, especially in tribological field. The next part of the paper contains the results of research on the mentioned above samples, which were investigated with four-ball apparatus T-02 and Universal Micro/Nano Tester UNMT (CETR, CA, USA), at the Department of Tribology and Service Fluids Logistics at the Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology. The results proved a positive effect of adding graphene oxide or hexagonal boron nitride to basic grease on its tribological properties. In case of “water dispersion of graphene oxide”, its tribological properties were similar to the samples including significant concentration of GO

Porous slide sleeves sintered from iron powder with addition of hexagonal boron nitride

In this article there are presented some selected results of research works on new generationporous slide bearings, sintered from Höganas NC .100.24 iron powder, with addition of hexagonalboron nitride h-BN instead of copper or graphite powder. The research was carried out withinthe framework of PBR/15-249/2007/WA T-OR 00002904 Research Project financed by the Ministry ofScience and Higher Education, during 2007-2011 [1]. Significant increase in capacity and durability ofØ25/Ø35 × 20 mm porous sleeves containing 3% of boron nitride h-BN by weight in the iron sinterwas obtained in comparison to the same standard sleeves containing 2.5% of copper. To date there areno bearings sintered from iron powder with addition of h-BN. Owing to this fact, their durability andload capacity are higher, and that is why it was decided to submit a proper patent claim to the PolishPatent Office [2][b]Keywords[/b]: porous sleeves, iron sinter, boron nitrid

Evaluation of tribological properties of lubricants based on Hersey’s–Stribeck’s characteristics

W pracy przedstawiono wyniki badań dotyczących właściwości tribologicznych - na podstawie charakterystyk Herseya–Stribecka, substancji smarujących takich jak syntetyczna baza olejowa PAO-6, olej perfluoropolieterowy PFPE Fomblin Y 04 oraz ciecz jonowa CJ 006, tj. bis(trifluorometylosulfonylo)imid-3-metylo-1-propylopirydynowy. Badanie przeprowadzono w Zakładzie Tribologii, Inżynierii Powierzchni i Logistyki Płynów Eksploatacyjnych Wydziału Mechanicznego Wojskowej Akademii Technicznej na uniwersalnym nano/mikrotesterze UNMT, wyprodukowanym przez CETR (Centrum for Tribology) w USA. Badania zostały zrealizowane przy różnych obciążeniach, a mianowicie 0,25 N, 5 N i 50 N. Zróżnicowały one substancje smarujące pod względem właściwości tribologicznych, ukazując wpływ zmiany prędkości tarcia oraz obciążenia węzła tarcia na wartość współczynnika tarcia. Najlepsze właściwości tribologiczne, szczególnie przy większych obciążeniach, wykazała ciecz jonowa.The content of the paper presents the results of investigations of selected lubricants. The study led to obtaining Hersey’s-Stribeck’s curves and to comparison of the lubricating properties of lubricants belonging to different groups such as hydrocarbon oils, perfluoropolyether oils (PFPE), and ionic liquids. The following liquids were evaluated for tribological properties: PAO-6 polyalphaolefin oil base, CJ 006 ionic liquid (3-methyl-1-propylpyridinium bis(trifluoromethylsulphonyl)-imide) and Fomblin Y 04 synthetic perfluoropolyether oil. The research was carried out using the universal nano/micro tribotester (UNMT-CETR, CA, USA) at the Department of Tribology, Surface Engineering and Service Fluids Logistics, Faculty of Mechanical Engineering, Military University of Technology. The study consisted of friction of a ball bearing steel (100 Cr 6) with a round specimen of a certain roughness (ball-on-disc). Friction occurred in rotational motion of the specimen, at different rotational speeds at constant radius and at constant load (0.25 N; 5 N; 50 N). The friction node was lubricated with the tested liquid

Hexagonal Nano and Micro Boron Nitride: Properties and Lubrication Applications

The article presents a discussion on the use of hexagonal boron nitride as an additive to lubricants. Based on the analysis of the research, factors determining its application were identified. These include particle size distribution, their morphology, specific surface area, and porosity. Next, the research identifying these properties for the four types of h-BN was described. Based on the results, the possible mechanisms of the influence of individual h-BN types were described. It was also found that the use of h-BN nanoparticles as lubricants seems to be promising

Evaluation of morphology, mechanical properties and adhesion of boron nitride thin films produced using pulsed laser deposition

The article presents preliminary results of investigation on morphology (AFM, FTIR) of boron nitride thin films deposited onto steel substrates using PLD method. Mechanical properties (hardness and elastic modulus) of the coatings and their adhesion to the substrates were measured.On the basis of obtained results, the possibility of using steel as a substrate for pulsed laser depositionof BN films was confirmed.[b]Keywords[/b]: thin films, boron nitride, nanohardness, critical loa

Experimental studies of electrorheological properties of lubricating oils containing ionic liquid. Part 3, Microscopic examination of the ER effect mechanism

W artykule przedstawiono wyniki obserwacji mikroskopowych in situ quasi-homogenicznych mieszanin węglowodorowych zawierających wybraną ciecz jonową. Badania przeprowadzono na mikroskopie optycznym NIKON ECLIPSE LV100 D. Obserwowano mechanizm generowania efektu ER w dwóch mieszaninach, tj. silikonowej cieczy tłumiącej GP-1 zawierającej 2% (v/v) cieczy jonowej CJ 001 (tetrafluoroboranu 1-metylo-3-oktyloksymetyloimidazolowego oraz oleju bazowego polialfaolefinowego PAO-6 zawierającego 2% (v/v) cieczy jonowej CJ 008, tj. triheksylotetradecylofosfonowego bis(trifluorometylosulfonylo)-imidu) oraz cieczy wzorcowej dwuskładniowej LID3354 s. Przeprowadzone obserwacje wykazały, że wytworzone mieszaniny generowały efekt ER. Przy wartości progowej E = 0,3 kV ⋅ mm⁻¹ efekt ER zanikał. Przedstawione w pracy fotografie dokumentują zachodzące pod wpływem działania zewnętrznego pola elektrycznego zmiany struktury mieszanin zawierających ciecze jonowe, polegające na tworzeniu „łańcuchów i/lub strumieni fibrylowych” i następnie na ich destrukcji oraz gromadzeniu się cząstek cieczy jonowej przy elektrodach.The article presents the results of in situ microscopic observations of quasihomogenic mixtures of hydrocarbon oils containing ionic liquids. Observations were made using NIKON ECLIPSE LV 100 D optical microscope. The mechanism of generating the ER effect in two mixtures was observed, i.e., in silicone damping liquid GP-1, which is polimethylsiloksane mixture containing 2% (v/v) of ionic liquid CJ 001, i.e., tetrafluoroboran 1-methyl-3-octyloxymethylimidazolium and base polialfaolefine oil PAO-6 which containing 2% (v/v) of ionic liquid CJ 008, i.e., trihexyltertradecylfosfonium bis(trifluoromethylsulfonyl) imide as well as in the two-component standard liquid LID3354s. The observations carried out showed that the prepared mixtures had generated the ER effect. At the threshold value E = 0,3 kV ⋅ mm⁻¹, the ER effect disappeared. Photographs, presented in the paper, show changes in the structure of mixtures containing ionic liquids that occur under the influence of an external electric field, consisting in the formation of „fibril chains and/or fibril streams” and then, their destruction and accumulation of ionic liquid particles at the electrodes

Influence of Selective Laser Melting Technological Parameters on the Mechanical Properties of Additively Manufactured Elements Using 316L Austenitic Steel

The main aim of this study was to investigate the influence of different energy density values used for the additively manufactured elements using selective laser melting (SLM).The group of process parameters considered was selected from the first-stage parameters identified in preliminary research. Samples manufactured using three different sets of parameter values were subjected to static tensile and compression tests. The samples were also subjected to dynamic Split–Hopkinson tests. To verify the microstructural changes after the dynamic tests, microstructural analyses were conducted. Additionally, the element deformation during the tensile tests was analyzed using digital image correlation (DIC). To analyze the influence of the selected parameters and verify the layered structure of the manufactured elements, sclerometer scratch hardness tests were carried out on each sample. Based on the research results, it was possible to observe the porosity growth mechanism and its influence on the material strength (including static and dynamic tests). Parameters modifications that caused 20% lower energy density, as well as elongation of the elements during tensile testing, decreased twice, which was strictly connected with porosity growth. An increase of energy density, by almost three times, caused a significant reduction of force fluctuations differences between both tested surfaces (parallel and perpendicular to the building platform) during sclerometer hardness testing. That kind of phenomenon had been taken into account in the microstructure investigations before and after dynamic testing, where it had been spotted as a positive impact on material deformations based on fused material formation after SLM processing