Nanoyağlayıcıların Aşınmaya Olan Etkisinin İncelenmesi

Abstract

Nanopartikül katkısının günümüzde çokça kullanılan motor yağlarının sürtünme ve aşınma davranışlarına, ne derece etki göstereceği üzerine bir çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu amaçla çalışmada öncelikle iki adım yöntemi kullanılarak nanoyağlayıcı hazırlanmıştır. Hazırlanan nanoyağlayıcı da nanopartikül olarak silisyum oksit (SiO_2), baz akışkan olarak ise 10W40 motor yağı kullanılmıştır. Nanoyağlayıcı hazırlanırken baz yağa kütlece %0.4, %0.7 ve %1 oranlarında nanopartikül ilavesi yapılmıştır. Nanoyağlayıcı hazırlığından sonraki aşamada aşınma deneylerinin yapılacağı bir blok-disk tipi aşınma deney düzeneği tasarlanmıştır. Farklı nanopartikül katkı oranlarında sentezlenmiş nanoyağlayıcıların blok-disk tipi aşınma deney aletinde farklı yük ve sürelerde meydana gelen aşınma değerleri analiz edilmiştir. Ardından aynı deney şartlarında bu deneyler baz yağlı olarak gerçekleştirilmiştir. Baz yağlı ve SiO_2 nanopartikül katkılı yağlarda deneyler yapılırken ısıl çift ile yağda meydana gelen sıcaklık değişimi ölçülmüş ve kayıt edilmiştir. Ayrıca numunelerin aşınma izlerinin mikroskopta fotoğrafları çekilerek matlab programı aracılığıyla boyutları ölçülmüş ve aşınma izlerinin alanı hesaplanmıştır. Deneysel olarak gerçekleştirilen deneylerin ardından normalite ve anova testleri yapılmıştır. Normalite testi ile deneysel olarak bulunan değerlerin normal dağılıp dağılmadığı, anova testi ile de gruplar arasında anlamlı bir fark olup olmadığına bakılmıştır. Tüm bu gerçekleştirilen deney sonuçları göstermiştir ki; SiO_2 nanopartikül katkılı nanoyağ, baz yağa kıyasla bazı konsantrasyon ve süre zarfı içerisinde %3 ve %8'lik bir iyileşme göstermiştir. Fakat %1 ve üzeri SiO_2 katkılarında ise aşınma miktarında ciddi bir artış gözlemlenmiştir.A study has been carried out on the effect of nanoparticle additive on the friction and wear behavior of commonly used motor oils. For this purpose, firstly, two-step method was used to prepare the nanolubricant. Silicon oxide (SiO_2) was used as the nanoparticle and 10W40 engine oil was used as the base fluid. Nanoparticle was added to the base oil at a rate of 0,4%, 0,7% and 1% when the nanolubricant was prepared. A block-disk type abrasion tester is designed to perform abrasion tests in the next step after the preparation of the nano lubricant.The abrasion values of nanoparticles synthesized at different nanoparticle additive rates in different load and durations of the block-disk type abrasion test instrument were analyzed. Then, under the same experimental conditions, these experiments were carried out as base oil. While the experiments were carried out on base oil and SiO_2 additives, the temperature change in oil was measured and recorded using thermocouple. In addition, the wear marks of the samples were taken under the microscope and their dimensions were measured by the Matlab program and the area of the wear marks was calculated. All these experiments showed that; SiO_2 doped oil showed an improvement of 3% and 8% in some concentration and time compared to the base oil. However, a significant increase was observed in the amount of abrasion in SiO_2 additives of 1% and above.