Desempeño tribológico de IL/(GO

Mar 19, 2023

Scientific Reports volumen 12, Número de artículo: 14368 (2022) Citar este artículo

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En este artículo, investigamos el efecto de la irradiación espacial sobre las propiedades lubricantes de los recubrimientos lubricantes sólido-líquido IL/(GO-MWCNT). Los recubrimientos lubricantes sólido-líquido consisten en líquidos iónicos (IL), óxido de grafeno (GO) y nanotubos de carbono de paredes múltiples (MWCNT). Los experimentos de irradiación se llevaron a cabo utilizando equipos de simulación en tierra. La irradiación de oxígeno atómico (AO), ultravioleta (UV), protones (Pr) y electrones (El) altera la composición, estructura, morfología y propiedades tribológicas de los recubrimientos lubricantes sólido-líquido. Los resultados experimentales muestran los cambios de composición inducidos por la irradiación, incluida la descomposición de los lubricantes ILs. El daño al material lubricante fue el más serio por la irradiación Pr y el menor por la radiación UV.

Debido a su amplia gama de beneficios potenciales, el uso de sistemas de lubricación compuestos sólido-líquido1,2,3,4 en las industrias automotriz y aeroespacial se ha promovido con entusiasmo durante las últimas dos décadas. El sistema de lubricación compuesto sólido-líquido consiste en fluidos base y nano aditivos. Los fluidos de base se utilizan principalmente para reducir la fricción entre las superficies de las piezas móviles, mientras que el equipo de la máquina tiene refrigeración, sellado, corrosión, óxido, aislamiento, transmisión de potencia, limpieza de impurezas, etc.5. Los nano aditivos tienen el potencial de reducir la fricción y el desgaste de las piezas móviles y mejorar la durabilidad de la máquina6,7,8,9.

Numerosos estudios han examinado el efecto de agregar varias nanopartículas a los nanolubricantes a base de aceite. Niraj Kumar et al. ha sido; informaron que las propiedades antidesgaste del aceite de palma mejoran debido a la adición de nanobarras de α y β-MnO2 con diámetros de aproximadamente 10–40 nm10. Según Jatti et al.11, el uso de CuO como aditivo mejora las propiedades de fricción y desgaste del aceite de motor multigrado de base mineral. Informan que el nano aditivo de CuO convierte la fricción deslizante en fricción rodante, lo que reduce el coeficiente de fricción efectivo entre las superficies de fricción. Vlad Bogdan Nist et al.12,13 informaron que las nanopartículas WS2 reaccionaron con el sustrato de acero a alta temperatura y presión para formar una tribopelícula protectora, lo que redujo la penetración de H en los rodamientos y previno la fragilización del H. También se ha informado que los aditivos compuestos superan a los aditivos individuales14. Arvind Kumar et al.15 exploraron los nanocompuestos a base de grafeno funcionalizados con polímeros como aditivos lubricantes, que pueden reemplazar los materiales a granel tradicionales debido a su tamaño a nanoescala y buenas propiedades mecánicas y térmicas. Ramón-Raygoza et al.16 informaron un comportamiento tribológico mejorado del grafeno multicapa impregnado con cobre (MLG-Cu). Luo et al.17 investigaron las propiedades lubricantes de los aditivos de grafeno con diferentes grados de exfoliación, lo que proporcionó nuevos conocimientos sobre la relación entre la evolución de la nanoestructura inducida por la fricción y las propiedades lubricantes del grafeno como aditivo lubricante. Este resultado tiene un excelente potencial para el diseño estructural del grafeno como aditivo lubricante.

Recientemente, la lubricación sinérgica sólido-líquido basada en recubrimientos de carbono tipo diamante (DLC) se ha convertido en un sistema de lubricación atractivo debido a su fricción ultrabaja y buena resistencia al desgaste en todos los regímenes de lubricación18,19. Se agregaron nanopartículas de níquel (diámetro promedio de 7 nm) cubiertas con oleilamina y ácido oleico al sistema de lubricación sinérgica sólido-líquido DLC/DIOS20. En todos los esquemas de lubricación, el rendimiento de lubricación del sistema mejoró significativamente mediante la adición de nanopartículas de Ni. El coeficiente de fricción se reduce entre un 10,3 y un 19,1 %, y la tasa de desgaste del DLC se puede reducir en un 50 % en el estado de lubricación límite. Previamente preparamos recubrimientos DLC/IL/(GO-MWCNT), que exhibieron propiedades de reducción de la fricción en condiciones de alto vacío. Los nanofluidos también mostraron una mayor resistencia al desgaste al transferir grafeno y nanotubos de carbono de paredes múltiples como separadores. Su efecto sinérgico mejoró significativamente los compuestos IL-GO/MWCNT. Sin embargo, para el entorno espacial, el alto vacío es solo una de las condiciones, como las condiciones espaciales, que incluyen alta y baja temperatura (HT/LT), oxígeno atómico, radiación ultravioleta, radiación de haz de protones y electrones, y la ausencia de un sistema gravitatorio. campo21,22. En el ambiente de baja presión, AO es una de las especies neutrales más dañinas y dominantes (aproximadamente 80%) en la atmósfera superior de 200 a 700 km. Es bien sabido que el oxígeno atómico está estrechamente relacionado con la falla de los lubricantes líquidos debido a la severa degradación y evaporación bajo la irradiación AO23. Es esencial estudiar el efecto de otras condiciones espaciales en los recubrimientos lubricantes sólido-líquido basados ​​en DLC.

En este estudio, investigamos las propiedades tribológicas de los recubrimientos IL/(GO-MWCNT) antes y después de la irradiación espacial simulada, incluidos AO, UV, EL y Pr, para dilucidar si los recubrimientos se adaptan al entorno espacial. Los materiales compuestos y las morfologías de las superficies desgastadas se analizaron sistemáticamente, revelando el mecanismo de fricción y desgaste.

El tetrafluoroborato de 1-butil-3-metilimidazolio de IL (pureza, 97%) fue sintetizado y proporcionado por el Laboratorio Estatal Clave de Lubricación Sólida, Instituto de Física Química de Lanzhou. Los polvos de GO multicapa se adquirieron de Nanjing XFNANO Materials Tech Co., Ltd. Los MWCNT se seccionaron como se describió anteriormente24. Todos los demás materiales se usaron tal como se recibieron.

La relación de masa óptima de GO a MWCNT (30:70) y la concentración total (0,075 mg mL−1) obtenida por la prueba de pantalla anterior se adoptaron para los aditivos en la prueba24,25. En este experimento se usó tetrafluoroborato de IL 1-butil-3-metilimidazolio ([BMIM]BF4, pureza, 97%). Las dispersiones y películas híbridas se prepararon como se describió previamente25. Antes de cada prueba de fricción, los IL que contenían el aditivo se sonicaron durante 15 minutos para dispersar uniformemente los nanotubos de carbono y el grafeno, y se tomaron 5 μL de nanofluidos en la superficie de acero con un microinyector. Los IL con una relación de masa GO:MWCNT de 30:70 se abreviaron como IL-GO30. Para comprobar la repetibilidad del experimento, cada prueba de fricción se realizó al menos tres veces en las mismas condiciones.

Los experimentos que involucraron la irradiación de Pr, UV, AO y El de las películas híbridas se realizaron en instalaciones de simulación en tierra en el Instituto de Física Química de Lanzhou, Academia de Ciencias de China. Para la irradiación de AO, la energía cinética promedio fue de aproximadamente 5 eV, que es análoga a la energía de AO que impacta la superficie de una nave espacial en un entorno espacial26,27. El flujo de AO fue de aproximadamente 6 × 1015 átomos cm2 s−1, que se midió mediante el método estándar de pérdida de masa Kapton. El tiempo de exposición de AO se controló en aproximadamente 120 min. Usando una lámpara de Hg-Xe, la prueba de radiación UV se realizó bajo luz excimer con un rango de longitud de onda de 115 a 400 nm en un entorno de alto vacío (4,0 × 10−4 Pa). El flujo de energía ultravioleta típico era seis veces la constante solar. El tiempo de exposición se controló a 120 min. Las irradiaciones de Pr y El se realizaron a un voltaje de aceleración de 25 kV bajo una presión de 4,0 × 10−4 Pa. Los flujos de protones y electrones fueron de aproximadamente 6,25 × 1015 y 2,5 × 1014 iones cm2 s−1, respectivamente. Los tiempos de irradiación de Pr y El se controlaron en aproximadamente 10 y 120 min, respectivamente, porque las irradiaciones de Pr y El tenían mayor energía que las irradiaciones de AO y UV. La velocidad de una nave espacial en el espacio exterior es de aproximadamente 7 a 8 km/s, y esta velocidad relativa dotó a las partículas de un flujo de aproximadamente 1012–1015 átomos cm2 s−128,29. Por lo tanto, en nuestro dispositivo de irradiación, el flujo de irradiación de Pr, AO y El fue cercano al de AO producido por la tecnología de plasma de microondas de resonancia de ciclotrón de electrones y tenía una energía cinética media de 5 eV, que es similar a la energía de AO que incide sobre la superficie de una nave espacial en un entorno espacial30. Además de la irradiación espacial simulada, las muestras se sometieron a pruebas de fricción y desgaste.

Todas las pruebas de fricción se realizaron utilizando el mismo tribómetro de vacío rotatorio de bola sobre disco hecho en casa en un alto vacío (10−4 Pa). La resolución de la fuerza de fricción del tribómetro es de 1 μN. Como contrapartida se utilizaron bolas de acero comercialmente disponibles (AISI-52100) con un diámetro de 3 mm. Las bolas de acero se limpiaron ultrasónicamente en acetona para cada prueba. Los experimentos de deslizamiento se realizaron con una presión normal de 5 N. Cada prueba de fricción duró 60 min y el coeficiente de fricción se registró como el valor promedio en el estado estacionario. Los parámetros experimentales de las pruebas de fricción e irradiación espacial simulada se presentan en la Tabla 1.

El grafeno y los MWCNT se caracterizaron mediante microscopía electrónica de transmisión de alta resolución (HRTEM, JEM-2010). Los diámetros de marcas de desgaste en las bolas de acero se midieron usando un microscopio óptico (STM6, Olympus). Después de las pruebas de fricción, la profundidad de desgaste y los perfiles de la pista de desgaste se determinaron mediante un perfilador de superficie tridimensional sin contacto (modelo Micro MAXTM, ADE Phase Shift, Tucson, AZ). La tasa de desgaste del disco se calculó utilizando la profundidad de desgaste24. Las tasas de desgaste proporcionadas en este documento son los valores promedio de las tres pruebas repetidas.

Los cambios en la composición química de los nanofluidos se investigaron mediante espectroscopia de masas de iones secundarios de tiempo de vuelo (TOF-SIMS, ION TOF-SIMS IV). Después de la prueba de fricción, las muestras de prueba TOF-SIMS se limpiaron ultrasónicamente con acetona durante 10 min25.

La Figura 1 muestra los comportamientos tribológicos espaciales de los recubrimientos compuestos de acero/IL y acero/IL-GO30 deslizándose contra una bola de acero en condiciones de alto vacío. Los lubricantes exhibieron diferentes comportamientos de fricción y desgaste después de la irradiación. Como se muestra en la Fig. 1a, antes de la irradiación UV, el coeficiente de fricción del lubricante con aditivos compuestos es menor que el de los IL. Al comienzo de la prueba de fricción, el coeficiente de fricción era bajo. Después de 400 s, aumentó a casi 0,08. Al agregar el aditivo compuesto, la curva del coeficiente de fricción fue muy suave. Este resultado demuestra que el aditivo puede reducir el coeficiente de fricción. Los coeficientes de fricción de IL e IL-GO30 fueron más pequeños que los de los lubricantes después de la irradiación UV. Como se muestra en la Fig. 1b, el coeficiente de fricción de IL-GO30 (después de la irradiación con AO) fue ligeramente mayor que el de los IL. Como se muestra en la Fig. 1c, el efecto de la irradiación de El sobre el lubricante fue insignificante. Aunque el coeficiente de fricción de IL-GO30 fue ligeramente mayor que el de los IL después de la irradiación con El, el coeficiente de fricción de IL-GO30 fue más estable. Como se muestra en la Fig. 1d, la irradiación de Pr afectó significativamente los coeficientes de fricción de IL e IL-GO30. Los coeficientes de fricción de ILs e IL-GO30 fluctuaron bruscamente durante todo el proceso de fricción después de la irradiación con Pr. Esto reveló que los IL e IL-GO30 no podían mejorar las propiedades de reducción de la fricción de manera efectiva cuando los nanofluidos sufrían una falla de lubricación en los pares de fricción acero/acero bajo la irradiación con Pr.

Comparación de los comportamientos tribológicos de los recubrimientos compuestos de acero/ILs, acero/IL-GO30 deslizándose contra una bola de acero en condiciones de alto vacío. ILs e IL-GO30 representan los coeficientes de fricción de la muestra antes de la irradiación. ILs-UV (o AO, El, Pr) e IL-GO30-UV (o AO, El, Pr) representan los coeficientes de fricción de la muestra después de la irradiación.

Las Figuras 2 y 3 resumen los resultados de desgaste de los recubrimientos compuestos bajo diferentes irradiaciones en comparación con los del caso de no irradiación. En general, la magnitud de las tasas de desgaste del disco para estos recubrimientos lubricantes sólido-líquido aumentó en el siguiente orden: El < UV < Pr < AO (usando IL-GO30). Como se muestra en la Fig. 4, las IL e IL-GO30 cambiaron de incoloras a marrones y aumentó la viscosidad. Se pueden ver las cicatrices del desgaste. Los IL resultantes no pudieron fluir hacia las marcas de desgaste en el proceso de fricción y, por lo tanto, perdieron su función de lubricación. La figura 3 muestra imágenes microscópicas ópticas de las marcas de desgaste de las películas de acero antes y después de la irradiación. Las Figuras 3i,j muestran una pista de desgaste obvia con gran ancho y profundidad formada en la superficie de acero inoxidable después de la prueba de desgaste. Se observaron muchas ranuras a lo largo de la dirección de deslizamiento en la pista de desgaste, que se atribuyen al desgaste abrasivo en el proceso de fricción.

Las tasas de desgaste del disco correspondientes.

Micrografías ópticas de las cicatrices de desgaste de las películas de acero antes y después de las irradiaciones.

Imagen fotográfica de películas compuestas después de la prueba de fricción e irradiación con Pr.

En primer lugar, irradiamos por separado los nanomateriales de carbono con luz ultravioleta; observamos su morfología a través de TEM. En la Fig. 5, podemos ver que los nanomateriales de carbono de la radiación UV se ven menos afectados. Su estructura no ha cambiado y permanecen lamelares o tubulares. Esto es consistente con reportes previos de la literatura27. Según informes de la literatura, los nanomateriales de carbono se ven menos afectados por la radiación espacial, su estructura no ha cambiado y permanecen lamelares o tubulares. Los nanoaditivos pueden reducir aún más el coeficiente de fricción y la tasa de desgaste en condiciones de líquido iónico estable. Cuando el líquido iónico cambia considerablemente, el nanoaditivo pierde su efecto. Por lo tanto, la irradiación espacial afecta principalmente a los líquidos iónicos en diversos grados.

Micrografías TEM de MWCNT y láminas de grafeno después de la irradiación UV

Estudiamos las cicatrices de desgaste a través de TOF-SIMS, que es muy adecuado para la investigación de superficies. Según investigaciones previas, la reducción del coeficiente de fricción se debe principalmente a los aniones que reaccionan o se adsorben en la superficie de deslizamiento31. Por lo tanto, solo comparamos la relación de recuento de aniones y F (elementos del anión) dentro y fuera de la pista deslizante, como se muestra en la Fig. 6. Los resultados mostraron que las relaciones de recuento de aniones y F dentro de la pista deslizante eran más altas que las medido afuera, y varios datos pueden ser desviación durante la prueba. Por ejemplo, para los IL, las proporciones de conteo dentro de la pista de deslizamiento fueron más bajas que las del exterior en condiciones de EI y Pr. Para IL-GO30, la relación de recuento de F en el interior fue similar a la del exterior en condiciones de AO.

Relación de conteo obtenida a través del análisis TOF-SIMS utilizando IL e IL-GO30.

Las imágenes TOF-SIMS proporcionaron datos analíticos distintos para la superficie desgastada (Fig. 6). El área analizada está marcada en la Fig. 6a. Las superficies de acero de los IL e IL-GO30 constan de dos áreas típicas: el "área interior" y el "área exterior". Las Figuras 7a–j muestran imágenes químicas de estas áreas analizadas. Los contenidos de los elementos en la imagen química se expresan por contraste. Un área brillante indica una alta concentración del elemento enfocado.

Imagen TOF-SIMS de superficie desgastada lubricada por IL e IL-GO30 antes y después de la irradiación; de izquierda a derecha: área analizada, F−, BF4−, FeF2− y FeF3–.

Después de la irradiación con Pr, las superficies de la película compuesta tenían grandes cantidades de BF4 y F. Entre los cuatro tipos de irradiación, AO y Pr indujeron la descomposición más significativa de las IL e IL-GO30. La IL irradiada con UV exhibió una pequeña cantidad de descomposición, lo que podría promover la formación de la tribopelícula. Debido a que el anión F reaccionó con Fe, que se generó por descomposición del anión BF4 y generó compuestos Fe-F, este resultado es consistente con resultados experimentales previos25,31. Este compuesto protege la superficie de la cicatriz de desgaste. Entonces, la radiación UV produce más anión F y tiene más compuestos Fe-F. Sin embargo, el IL se descompuso en gran medida y la viscosidad del líquido aumentó significativamente. En el proceso de fricción, no se puede formar una película de fricción continua; por lo tanto, el coeficiente de fricción tiene fluctuaciones aparentes.

De acuerdo con los resultados experimentales, los IL se vieron afectados por la irradiación espacial simulada. Por lo tanto, se realizó la irradiación de IL sin nano aditivos para comparar el grado de descomposición de IL. Como se muestra en la Fig. 8, los IL después de las irradiaciones AO, El y Pr mostraron una descomposición notable en comparación con el caso de la irradiación UV. Se observaron numerosos cúmulos de CxHy y otros fragmentos, incluidos B+ (m/z = 11 El símbolo "m/z" se considera una abreviatura del término "relación masa-carga"), CH3+ (m/z = 15 ), C2H3+ (m/z = 27), C2H5+ (m/z = 29), C3H7+ (m/z = 36), C4H9+ (m/z = 57), C3H7NO+/C4H6F+/C4H9O+ (m/z = 73) , C8H15N2+ (m/z = 139), C– (m/z = 12), O– (m/z = 16), F– (m/z = 19), C2H– (m/z = 25), CN– (m/z = 26), y BF4– (m/z = 87). Después de la irradiación con Pr durante 10 min, la estructura molecular de los IL se degradó significativamente y se secó, como lo confirmaron los resultados de la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X (XPS) en la Tabla 2. Como se muestra en la Tabla 2, las composiciones químicas del lubricante IL cambiaron después la irradiación, especialmente los elementos C y F. Las relaciones F/C se emplearon para determinar las variaciones de C y F antes y después de las irradiaciones. Las relaciones F/C del lubricante IL siempre disminuyeron después de las irradiaciones. Además, los cambios obvios en el contenido de F- y FB se pueden ver en la figura 9. La figura 9 muestra el espectro XPS de F1, que muestra dos picos respectivamente. El pico que aparece en 685,0 eV se puede atribuir al pico de F−, y FB apareció en 685,6 ev. Después de la irradiación espacial, F- obviamente aumenta, y el área del pico F-/FB se muestra en la Tabla 3. Después de la irradiación UV, El y AO, la relación F-/FB aumenta, mientras que la relación F-/FB de la irradiación de protones es ligeramente reducido. Esto indica que algunos enlaces débiles, incluido el elemento F en el lubricante IL, se rompieron durante la irradiación, formando pequeñas sustancias moleculares y gasificadas en las circunstancias circundantes32. Por lo tanto, la relación F/C y la relación F–/FB disminuyeron después de la irradiación, especialmente después de la irradiación con Pr.

Espectros TOF-SIMS de IL después de las irradiaciones.

F 1s pico en los espectros XPS para IL antes y después de la irradiación. (a) IL (sin irradiación), (b) irradiación UV, (c) irradiación El, (d) irradiación AO, (e) irradiación Pr.

Los resultados mencionados anteriormente proponen el mecanismo que gobierna los comportamientos tribológicos de los recubrimientos IL/(GO-MWCNT) durante el proceso de fricción. Los IL fueron los más afectados por la irradiación espacial y el efecto aumentó en el siguiente orden: UV < El < AO < Pr.

La irradiación espacial simulada indujo la degradación de los IL y el rendimiento lubricante. Cuando se descompone una pequeña cantidad de IL, los F- se producen y reaccionan con el acero para formar una película protectora y reducir la fricción y el desgaste. Sin embargo, un gran número de IL se descompuso y se volvió viscoso. Por lo tanto, los IL no pudieron fluir hacia las marcas de desgaste en el proceso de fricción y perdieron su función de lubricación. Los nano aditivos redujeron la fricción y el desgaste en presencia de lubricantes líquidos. Sin embargo, los aditivos fueron ineficaces debido a la considerable descomposición de la IL. La Figura 10 muestra un esquema de los mecanismos de los recubrimientos compuestos después de la irradiación espacial simulada.

Esquema que explica el posible mecanismo de fricción y desgaste de los recubrimientos compuestos después de la irradiación espacial simulada.

Se investigó el efecto de la irradiación espacial sobre el rendimiento de lubricación de los recubrimientos IL/(GO-MWCNT). Se estudiaron en detalle los efectos de las irradiaciones UV, El, AO y Pr sobre las propiedades tribológicas y estructurales de los IL. Esta película compuesta puede resistir eficazmente la radiación espacial parcial, como la radiación UV y El, lo que lleva a una mayor formación de F en la superficie del acero. Estos aniones reaccionaron o fueron adsorbidos en la superficie deslizante, lo que redujo el coeficiente de fricción y la tasa de desgaste. La radiación de AO y Pr indujo una degradación más severa de los IL que los rayos UV y El, lo que hace que los recubrimientos de IL/(GO-MWCNT) sean ineficaces durante la fricción. Los IL fueron los más afectados por la irradiación espacial. Encontrar nuevos líquidos iónicos con nanomateriales de carbono es fundamental para hacer frente a estas irradiaciones.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Quan, X. et al. Rendimiento de fricción y desgaste de los sistemas de lubricación doble que combinan una película compuesta de WS2-MoS2 y aceites de baja volatilidad en condiciones de vacío. Tribol. En t. 99, 57 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Gupta, B. et al. Propiedades de lubricación de aditivos de óxido de grafeno reducido envejecidos químicamente. Navegar. Interfaces 7, 6 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Huang, XZ, Wu, J., Lu, XH, Feng, X. y Shi, YJ Propiedades tribológicas de compuestos porosos de PEEK que contienen líquido iónico en condiciones de fricción seca. Lubricantes 5, 1 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Kumara, V., Sinhab, SK & Agarwal, AK Estudios tribológicos de compuestos epoxi con rellenos sólidos y líquidos. Tribol. En t. 105, 27 (2017).

Artículo Google Académico

Singh, K. & Suhane, A. Efecto de la adición de aditivos en el aceite base de un lubricante: una revisión. En t. Res. J. Ing. Tecnología 03, 2636 (2016).

Google Académico

Zhang, Z., Guo, Y., Han, F., Wang, D. y Zhang, S. Grafeno multicapa para reducir la fricción y el desgaste en líquido de limpieza de arena a base de agua. Usar 470–471(2), 203619 (2021).

Artículo Google Académico

Sharma, AK, Katiyar, JK, Bhaumik, S. y Roy, S. Influencia de los aditivos de nanopartículas híbridas de alúmina/mwcnt en las propiedades tribológicas de los lubricantes en las operaciones de torneado. Fricción 7, 65 (2019).

Google Académico

Liu, Y., Mateti, S., Li, C., Liu, X. & Glushenkov, AM Síntesis de nanoláminas compuestas de grafeno y nitruro de boro y su aplicación de lubricación en aceite. Adv. Ing. Mate. 20, 1700488 (2018).

Artículo Google Académico

Tao, C., Wang, B., Barber, GC, Schall, JD & Lan, H. Comportamiento tribológico de las nanopartículas de SnO2 como aditivo de aceite en latón. Lubricante ciencia 30, 1 (2018).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Kumar, N., Bhaumik, S., Sen, A., Shuklaab, AP y Pathak, SD Síntesis en un solo recipiente y análisis de elasticidad de primeros principios de nanovarillas polimórficas de MnO2 para la evaluación tribológica como modificadores de la fricción. RSC Avanzado. 7, 34138 (2017).

Artículo ADS CAS Google Académico

Jatti, VS & Singh, TP Nanopartículas de óxido de cobre como aditivos para reducir la fricción y antidesgaste en aceites lubricantes. J. Mec. ciencia Tecnología 29, 793 (2015).

Artículo Google Académico

Niste, VB, Tanaka, H., Ratoi, M. & Sugimura, J. WS2 lubricante nanoadicionado para aplicaciones afectadas por la fragilización por hidrógeno. RSC Avanzado. 5, 40678 (2015).

Artículo ADS CAS Google Académico

Ratoi, M., Niste, VB & Zekonyte, J. WS2 nanopartículas: reemplazo potencial para ZDDP y aditivos modificadores de fricción. RSC Avanzado. 4, 21238 (2014).

Artículo ADS CAS Google Académico

Song, HJ, Wang, ZQ, Yang, J., Jia, XH y Zhang, ZZ Fácil síntesis de nanocompuestos de óxido de grafeno funcionalizados con cobre/polidopamina con rendimiento tribológico mejorado. química Ing. J. 324, 51 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Kumar, A., Behera, B., Thakre, GD y Ray, SS Nanocompuestos de óxido de grafeno/poli(acrilato de Cn) injertados covalentemente mediante ATRP iniciado en la superficie: un lubricante eficiente antifricción, antidesgaste y depresor del punto de fluidez aditivo en medios de aceite. Ing. Ind. química Res. 55, 8491 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Ramón-Raygoza, ED et al. Desarrollo de nanolubricante a base de grafeno multicapa impregnado para aplicaciones de automoción: Análisis de propiedades tribológicas. Tecnología en polvo. 302, 363 (2016).

Artículo Google Académico

Zhao, J., Mao, J., Li, Y., He, Y. y Luo, J. Evolución nanoestructural inducida por fricción del grafeno como aditivo de lubricación. aplicación Navegar. ciencia 434, 21 (2018).

Artículo ADS CAS Google Académico

Kalin, M., Kogovsˇek, J. & Remsˇkar, M. Nanopartículas como aditivos lubricantes novedosos en una tecnología de lubricación ecológica y de base física para recubrimientos DLC. Desgaste 303, 480 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Kogovsˇek, J., Remsˇkar, M. & Kalin, M. Lubricación de superficies recubiertas con DLC con nanotubos de MoS2 en todos los regímenes de lubricación: rugosidad de la superficie y efectos de rodaje. Desgaste 303, 361 (2013).

Artículo Google Académico

Liu, YH et al. El efecto de las nanopartículas de Ni en la lubricación de un sistema sinérgico sólido-líquido basado en DLC en todos los regímenes de lubricación. Tribol. Letón. 65, 31 (2017).

Artículo Google Académico

Roberts, EW Tribología espacial: su papel en los mecanismos de las naves espaciales. J. física. Aplicación D física 45, 503001 (2012).

Artículo Google Académico

Kałdoński, T. & Wojdyna, PP Lubricantes líquidos para ingeniería espacial y métodos para su prueba. Transporte J. KONES Powertrain. 18, 163 (2011).

Google Académico

Packirisamy, S., Schwam, D. & Litt, MH Recubrimientos resistentes al oxígeno atómico para estructuras espaciales de órbita terrestre baja. J.Mater. ciencia 30, 308 (1995).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhang, LL, Pu, JB, Wang, LP y Xue, QJ Dependencia friccional del grafeno y nanotubos de carbono en películas híbridas de carbono/líquidos iónicos similares al diamante en el vacío. Carbono 80, 734 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, LL, Pu, JB, Wang, LP y Xue, QJ Efecto sinérgico del nanotubo de carbono híbrido-óxido de grafeno como nanoaditivo que mejora las propiedades de fricción de los líquidos iónicos en alto vacío. Aplicación ACS. Mate. Interfaces 7, 8592 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Zhao, XH, Shen, ZG, Xing, YS & Ma, SL Un estudio de las características de reacción y el mecanismo de Kapton en una instalación de simulación de efectos de oxígeno atómico basada en tierra de tipo plasma. J. física. Aplicación D física 34, 2308 (2001).

Artículo ADS CAS Google Académico

Fan, XQ & Wang, LP Grafeno con excelente capacidad antiirradiación como aditivo de ciclopentanos multialquilados para aplicaciones espaciales. ciencia Rep. 5, 12734 (2015).

Artículo ADS CAS Google Académico

Williams, S., Popovic, S. & Gupta, M. Generación de plasma de microondas y transporte filtrado de O2 (a1△g). Plasma Agrio. ciencia Tecnología 18, 035014 (2009).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Lv, M. et al. El efecto de la irradiación espacial sobre el rendimiento lubricante de las grasas de perfluoropoliéter en un entorno espacial simulado. Lubricante ciencia 29, 1 (2017).

Artículo ANUNCIOS Google Académico

Lv, M., Yang, L., Wang, Q., Wang, T. y Liang, Y. Rendimiento tribológico y mecanismo de lubricación de materiales lubricantes sólido-líquido en entornos de irradiación y alto vacío. Tribol. Letón. 59, 20 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Zhou, F., Liang, YM & Liu, WM Lubricantes líquidos iónicos: Química diseñada para aplicaciones de ingeniería. química Soc. Rev. 38, 2590 (2009).

Artículo CAS Google Académico

Liu, XF, Wang, LP, Pu, JB y Xue, QJ Variación de la composición de la superficie y rendimiento de alto vacío de los recubrimientos lubricantes sólido-líquido DLC/IL: influencia de la irradiación espacial. aplicación Navegar. ciencia 258, 8289 (2012).

Artículo ADS CAS Google Académico

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Este trabajo fue apoyado por un proyecto de introducción de Talento para la Universidad de Ciencias e Ingeniería de Sichuan (No. 2015RC39). Proyecto de apertura del laboratorio clave de detección de no destrucción de puentes y computación de ingeniería de la Universidad de la provincia de Sichuan (Nos. 2021QYJ01, 2021QYJ02).

Facultad de Ingeniería Civil, Universidad de Ciencias e Ingeniería de Sichuan, Zigong, Sichuan, 643000, República Popular de China

Lili Zhang y Ahad Amini Pishro

Programa de Ingeniería Civil, Facultad de Ingeniería, Universidad de Malasia Sabah, 88400, Kota Kinabalu, Sabah, Malasia

Zhengrui Zhang y Siti Jahara Matlán

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LZ y ZZ escribieron el texto principal del manuscrito y la AAP preparó las cifras. Todos los autores revisaron el manuscrito y SJM revisó la visión final del manuscrito.

Correspondencia a Zhengrui Zhang.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Reimpresiones y permisos

Zhang, L., Zhang, Z., Amini Pishro, A. et al. Desempeño tribológico de recubrimientos IL/(GO-MWCNT) en ambientes de alto vacío e irradiación. Informe científico 12, 14368 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-15914-z

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Recibido: 14 enero 2022

Aceptado: 30 de junio de 2022

Publicado: 23 agosto 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-15914-z

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