Tilbake til søkeresultatene

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale

Green high-performance and low-friction interfaces tailored by the reactivity of novel DLC coatings and ionic liquids

Alternativ tittel: Green high-performance and low-friction interfaces tailored by the reactivity of novel DLC coatings and ionic liquids

Tildelt: kr 4,7 mill.

GreenCOAT-prosjektet handler om å designe et grønt DLC-belegg for kontaktoverflater basert på en ny DLC-teknologi som er skreddersydd for ufarlig ioniske-væsker (Ionic liquids - ILs) smøring. Kun en slik teknologi vil kunne tilfredsstille den strenge lovgivningen om miljø og klimagassutslipp, og som sådan er den uunnværlig for tunglastede, mekaniske komponenter som krever smøring i transport- og industrisystemer.Dette er spesielt relatert til de systemene som opererer i naturen, som hydraulisk kraftverk i vind- og offshore-energi, marine systemer, bioenergi fra skog, geotermisk energi, gruvedrift, jordbruk, etc. Eksisterende internasjonale (FN, EU) og nasjonale utslippsregler påvirker allerede ytelsen til noen moderne maskiner. Når disse restriksjonene blir strengere, må man gå bort fra en rekke smøremidler med regulerte tilsetninger. Resultatene oppnådd i dette prosjektet i sammenheng med prosjekts målene kan deles inn i tre kategorier, vitenskapelig, teknologisk og sosioøkonomisk. Riktig smøremiddelytelse avhenger av smøremidlets evne til å samhandle eller reagere med overflatene de er i kontakt med. Denne interaksjonen skal resultere i dannelse av tribofilmer som gir en funksjonalitet til systemet (dvs. lav friksjon, lite slitasje osv.), eller i adsorpsjonen av kjemiske stoffer som forhindrer direkte overflatekontakt og minimerer energitap under drift. Tidligere var strategier for å forbedre smøremiddelformuleringer veldig fokusert på å øke viskositeten for å ha en innvirkning på reologien i kontaktområdet. På de siste årene, har den strategien vist seg å være ikke gunstige på grunn av miljøhensyn. Nå er strategier veldig fokusert på smøremidler med lav viskositet kombinert med nye avanserte materialer. Diamantlignende karbonbelegg (DLC) er overflateløsninger som gir antislitasje og lavfriksjonsegenskaper i mange bruksområder. De er veldig lovende løsninger for å oppnå målet om økt bruk av smøremidler med lav viskositet. Imidlertid samhandler de ikke med konvensjonelle smøremidler, noe som er en utfordring for deres lange bruk. I dette prosjektet, med sikte på å overvinne denne utfordringen, har vi utviklet DLC-belegg dopet med metaller (W, Ag) for å forbedre interaksjonen med smøremiddeladditiver. I denne forbindelse har strategien vært fokusert på svært reaktive tilsetningsstoffer og miljøvennlige, dvs. ioniske væsker (IL). Prosjektet valgte DLC-belegg med to forskjellige metaldopingmidler (W, Ag) og fire forskjellige IL-er. Ytelsen til ILs som smøremiddeladditiver ble sammenlignet med den klassiske anti-slitasje additiv sink ditiofosfat (ZDDP) og med en organisk friksjonsmodifiserende (dodekansyre). Dopet (Ag, W) DLC-belegg ble avsatt med DC magnetronforstøvning. En ny grunnleggende forståelse av tribologisk dannelse / fjerning av adsorberte IL på DLC-belegg, deres adsorpsjon og kjemiske natur, samt elektrokjemiske og tribokorrosjonsegenskaper, ble utviklet i dette prosjektet. En meget bransjerelevant nanoskala-konstruert løsning ble designet basert på grensesnittfilmgrensesnitt (metall-dopet DLC) kombinert med grønnsmøringsteknologi. Dette gjelder for eksempel hydraulikkmaskiner, også bilindustrien og andre industrisektorer. Dette prosjektet representerer et skritt fremover innen grønn smøringsteknologi, med direkte innvirkning på klimagassutslipp, forurensning, farlige materialer, ressursbesparelser og redusert vedlikehold.

The significance of the results obtained in this project are huge. In terms of the research field, this project has for the first time develop deep understanding on the adsorption mechanisms of ILs as lubricant additives on different media and substrates. This knowledge and the methodology developed within the project can be easily transferred and applied to other substances beyond ILs, but also to other context beyond tribology. The expertise built up in this project is of high quality and it will have an impact on future project proposals and future research activities in the field of tribology (and nano-tribology) at national level, with impact on the international arena. Industry has much to learn and implement from the results obtained in this project since we have clearly shown that getting a good tribological performance with greener lubricant and materials solutions is possible.

The GreenCOAT project is about designing a green DLC coating for contact interfaces based on a new DLC deposition technology that is tailored for harmless ionic-liquid lubrication. Only such a technology will be able to satisfy the strict legislation about the environment and greenhouse-gas emissions, and as such it is simply indispensable for heavily loaded, mechanical components that require lubrication in transport and industrial systems. This is particularly related to those systems operating in nature, like fluid-power hydraulics machinery in wind and off-shore energy, marine systems, bioenergy from forests, geothermal energy, mining, agriculture, etc. Existing UN, EU and national emission regulations are already affecting the performance of some modern machinery, and as these restrictions become tighter, a number of lubricants with regulated additives will have to be abandoned. Without new green lubrication solutions, the performance of machinery will deteriorate, reducing operating lifetimes, shortening maintenance intervals, wasting materials, and generating higher energy losses, all leading to large-scale technical and economic consequences for the EU. This urgent need to replace the current technology means the development of high-performance green lubrication is one of Europe?s most urgent priorities.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

NANO2021-Nanoteknologi og nye materiale