Ensaios Técnicos
Nanotecnologia
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A base
Nanopartículas
Nano mistura
• nanopartículas de dióxido de silício modificado
• nanopartículas de dióxido de alumínio
• nanopartículas de grafite em estado plasma
BET-Superfície = 155 m²/g
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Nanotecnologia: organização da substância
Entre os pesquisadores é consensual, que com a nanotecnologia (1-100nm) podem criar-se
objetos que não estão longe de átomos e moléculas.
O seu tamanho é de alguns nanômetros, o que significa 0,000000001 metros.
O tamanho inacreditavelmente pequeno das nano partículas não é a característica mais marcante
mas a diferença de comportamento que na sua maioria têm com as partículas de dimensões micro.
“Isto é o universo nano, uma área em que as regras da física parecem dar algumas cambalhotas.
Cambalhotas que podem ser utilizadas tecnicamente.” (Niels Boeing, Journalist)
A partir de um diâmetro inferior a 20nm as partículas mudam abruptamente para uma nova classe
de comportamento.
Quanto menor forem as partículas maior se torna o número de átomos da superfície comparado
com os átomos no seu interior.
Ex: uma partícula com 3nm é constituída por aprox. 800 átomos. Um terço deles forma a superfície,
o que influência, substancialmente, as suas propriedades físicas.
A auto-organização não é um processo técnico, mas um sistema de organização molecular
semelhante aos processos de formação de estrutura e de crescimento que ocorrem na natureza.
Nesses processos, módulos singulares, tais como, moléculas, átomos ou partículas combinam-se
para formar estruturas complexas ou unidades funcionais sob condições específicas.
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Formação de camada NSL (Nano Surface Lifting)
Sob pressão, o óxido de alumínio limpa completamente as superfícies de atrito de
depósitos e ligações com átomos de ferro e carbono. Este processo forma uma
superfície nano modificada mais dura.
A pressão e a temperatura influenciam as moléculas de dióxido de silício modificado
formando uma estrutura reticular esférica tridimensional com as moléculas de óleo.
O diâmetro destas “nano-esferas” pode ser até 3000 vezes maior, no centro da “nano-
esfera”, que o diâmetro molecular do óxido de silício (cerca de 6nm).
Desde que as moléculas de SiO2 estejam imersas no óleo, sob a influência da pressão
e temperatura, o processo continua.
As estruturas tridimensionais preenchem dinamicamente a lacuna de atrito existente.
Durante esta fase, um processo dinâmico de auto-organização é ativado pelo NSL que
garante uma redução permanente de atrito bem como uma proteção contra o
desgaste.
Estas estruturas NSL não são destruídas e não são consumidas durante a vida útil do
óleo o que marca a grande diferença com os aditivos de óleo.
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Princípio de funcionamento do NSL
• Limpeza e modificação da superfície
•Sob pressão e temperatura a criação de uma estrutura de
proteção contra o desgaste flexível e auto-regulável mantém as
características de lubrificação, mesmo a temperaturas de 1200ºC,
estáveis e permanentemente ligadas à estrutura reticular
tridimensional
•A estrutura reticular esférica flexível de SiO2/óleo reduz o efeito
de atrito e absorve as cargas de impacto por pressão
•A estrutura reticular muda o “atrito de deslizamento” para um
“atrito de rolamento”
•A temperatura do óleo será reduzida, o que prolongará
significativamente a sua vida útil.
•Aumento do desempenho/eficiência e da durabilidade dos
agregados
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Os desafios aos lubrificantes aumentaram
significativamente nos últimos anos
• Os aditivos presentes no óleo representam 20%
•Os aditivos são detergentes, dispersantes, inibidores de
corrosão, desativadores metálicos, minimizadores de
atrito, redutores de desgaste, anti-espuma e
melhoradores de fluxo, etc
•NSL tem uma concentração de cerca de 0,001 a
0,002% dependendo da aplicação
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Nano mistura
• nanopartícula de dióxido de
silício modificado
• nanopartícula de dióxido de alumínio
• nanopartícula de plasma
de grafite processado
• densidade média: 2,73g/cm3
• superfície específica: 155m2/g
• dimensão de partícula: 14nm
Nano mistura na matriz do óleo
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Work of nano-layer
4 ball-Test DIN51350-IV
Apresentação transversal para
um período de teste de 10
segundos
Ponto de carga, a 3400N o
coeficiente de atrito aumenta
abruptamente
O óleo puro 10W40 tem uma boa
potência vetorial a 3200Nm e
perde-a a 3400Nm
Não existe globalmente perda de
potência vetorial, nem mesmo
para os valores mais altos tais
como 12000Nm
O óleo de motor 10W40 foi
testado com NSL.
NSL – Resistência ao esforço sob alta pressão
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Método de análise: pin-on-disk
Funcionamento da nano camada
Análise de desgaste
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NSL – Melhor desempenho sob alta pressão
Ao nível de
1000Nm
começa a
observar-se
uma redução
significativa
do atrito
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Funcionamento da
nano camada
Método de análise: pin-on-disk
Análise de atrito – DIN 51834
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NSL – Melhor desempenho sob alta pressão
Ao nível de
1500Nm
começa a
observar-se
uma redução
significativa
do atrito
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Pistões sem tratamento, após
80.000 kms Pistões com mais 2.000 Kms
após o tratamento
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Pin on Disk
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Análise do atrito com um tribômetro universal
•Teste de desgaste por atrito de deslizamento
•Uma amostra de óleo num teste Pin on Disk
•Emparelhamento de material Pin on Disk 100Cr6
•Parâmetros:
•Coeficiente de atrito
•Volume de desgaste
•Teste de força
•Temperatura de processo
•Amostra A:
Óleo de caixa 85W90 GL4 com NSL
•Amostra B
Óleo de caixa 85W90 GL4 sem NSL
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Ball on Disk DIN 51 835
Torque em Nm
Análise ao atrito e desgaste
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