Tribologia de Componentes
Mecânicos para uso espacial
9Ambiente espacial
9Motivação para estudar tribologia espacial
9Seleção dos tribo-componentes
9Seleção do lubrificante sólido
9Testes dos componentes
Lúcia Vieira Santos
Ambiente espacial
Atmosfera
Campo
Magnético
Campo
Gravitacional
Ambiente
Térmico
Plasma
Ambiente
Espacial
Meteoritos
Sol
Radiação
Lúcia Vieira Santos
Ambiente espacial
Altitude (Km)
Pressão (mbar)
Moléculas
Exemplos
300.000
100.000
30.000
10-17
10.000
10-15
3.000
Telecom
He
1.000
10-9
300
10-6
100
10-3
30
10
10
100
3
H
O2; N2; N, O
O3
H2O
Lúcia Vieira Santos
ISS
Sputnik
Motivação para estudar tribologia espacial:
Influência dos parâmetros de contato
entre duas superfícies
Lúcia Vieira Santos
Motivação para estudar tribologia espacial:
Influência dos parâmetros de contato
entre duas superfícies
Lúcia Vieira Santos
Motivação para estudar tribologia espacial:
Influência dos parâmetros de contato
entre duas superfícies
Lúcia Vieira Santos
Motivação para estudar tribologia espacial:
Influência dos parâmetros de contato
entre duas superfícies
Lúcia Vieira Santos
Seleção dos tribo-componentes
PINO tipo
PRESILHA
Aplicação de
DLC para
obtenção de
baixo atrito e
anti-solda
fria.
Lúcia Vieira Santos
RÓTULA DE MANCAL
Aplicação de DLC para
obtenção de baixo atrito e antisolda fria
Seleção dos tribo-componentes
PINO PRESILHA
Aplicação de DLC para obtenção
de baixo atrito e anti-solda fria.
DOBRADIÇA
Aplicação de DLC para obtenção de
baixo atrito e anti-solda fria.
Lúcia Vieira Santos
Tribômetro
Sistema: Pin-on-Disc
Lúcia Vieira Santos
Seleção do lubrificante sólido
6,15
(Å)
3,17
(Å)
MoS2
Molibdenita
Lúcia Vieira Santos
Seleção do lubrificante sólido
a-C:H (20%)
Lúcia Vieira Santos
O mecanismo da super-lubrificidade
dos filmes de carbono
C-H 414 kJ/mol
C-C 348 kJ/mol
Superfície de carbono
parcialmente
di-hidrogenada
Erdemir A.
Surface
and
Coatings Technology (2001).
Lúcia
Vieira
Santos
Seleção do lubrificante sólido: DLC coeficiente de atrito
em atmosfera ambiente
0.30
Dry N2 atmosphere
air environment (50%)
0.25
Friction coefficient
DLC/DLC
0.20
0.15
AVG: 0.104 +/- 0.021
0.10
0.05
AVG: 0.010 +/- 0.027
0.00
Condições experimentais:
-0.05
0
500
1000
1500
Friction coefficient
Time (sec) or 180m
0.30
Dry N2 atmosphere
0.25
air environment (50%)
Ti6Al4V/DLC
0.20
0.15
AVG: 0.098 +/- 0.003
0.10
Carga: 5N
Distância: 0,18 Km
Velocidade 0,01m/seg
diâmetro do pino: 2mm
Pino: Ti6Al4V com e sem DLC
Umidade: 45-50%
Temperatura: ambiente 22ºC
0.05
AVG: 0.003 +/- 0.010
0.00
Lúcia Vieira Santos
0
500
1000
Time (sec) or 180m
1500
Seleção do lubrificante sólido: DLC coeficiente de atrito
em atmosfera Ultra Alto Vácuo
DLC/DLC
1,40
Condições experimentais:
Friction coeff. (peak)
1,20
Carga: 5N
Distância: 0,18 Km
Velocidade 0,01m/seg
diâmetro do pino: 2mm
Pino: Ti6Al4V com e sem DLC
Umidade: 45-50%
Temperatura: ambiente 22ºC
Friction coefficient
Friction coeff. (mean)
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
Trabalho em
cooperação:
0,00
0
50
100
150
200
Lúcia Vieira Santos
Distance [m]
250
300
350
400
Seleção do lubrificante sólido:
Ti6Al4V/DLC coeficiente de atrito em UHV
1,40
(DLC/DLC)
Friction coeff. (peak)
1,20
Friction coefficient
Friction coeff. (mean)
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
0,00
0
50
100
150
200
250
300
Distance [m]
Trabalho em
cooperação:
Lúcia Vieira Santos
Seleção do lubrificante sólido:
carga crítica
Condições experimentais:
0
0.40
0.30
-4
0.25
Carga crítica
0.20
9,3N
-6
0.15
0.10
-8
0.05
Atmosfera ambiente
Umidade: 45-50%
Temperatura: ambiente 22ºC
0.00
-10
0
10
20
30
40
Tempo (seg)
Lúcia Vieira Santos
50
60
-0.05
70
Coeficiente de atrito (µ)
velocidade da medição:
0,25mm/minuto.
0.35
-2
Força Normal (N)
Carga: crescente
Ponta: diamante do tipo
rockwell C.
Reator
Lúcia Vieira Santos
Outras Aplicações do DLC
Próteses ortopédicas
Lúcia Vieira Santos
Agradeço a atenção.
Lúcia Vieira Santos