Avaliação tribológica de filmes de nanotubos de carbono crescidos diretamente na superfície de aço aisi 1005 via pecvd

Abstract

Controlar os gastos gerados em contatos tribológicos é, cada vez mais, fundamental para o aumento de eficiência energética global. O desenvolvimento de superfícies, materiais e tecnologias de lubrificação pode reduzir significativamente as perdas por atrito e desgaste nos próximos anos. Por esse motivo, os materiais carbonáceos nanoestruturados, como os nanotubos de carbono têm atraído especial atenção no campo da tribologia na última década. Estes materiais podem ser utilizados como lubrificantes sólidos na forma de filmes, aditivos em materiais metálicos e compósitos e dispersão em lubrificantes. No entanto, o comportamento tribológico de um filme de nanotubos com adição de óleo é pouco explorado. Dentro deste contexto, esse trabalho se propõe a investigar o potencial de filmes de nanotubos de carbono para aplicações tribológicas com adição de óleo lubrificante. Para tal, foram sintetizadas duas diferentes morfologias de filmes de nanotubos de carbono (comprimento e diâmetros diferentes) via deposição química de vapor assistida por plasma (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition - PECVD) em superfícies de aço baixo carbono AISI 1005. Os aspectos morfológicos e estruturais dos filmes de nanotubos foram caracterizados através das técnicas de microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia Raman (ER). O desempenho tribológico dos filmes de nanotubos foi avaliado através de ensaios de deslizamento alternado com carga normal constante e carga variável crescente, visando a avaliação do comportamento do coeficiente de atrito, da resistência ao desgaste e a durabilidade do regime de lubricidade dos tribossistemas. O filme de nanotubos formado foi capaz de reduzir o coeficiente de atrito do sistema para 0,10. Com a adição de óleo, o coeficiente de atrito também foi reduzido, em ambas as morfologias, para 0,10. A durabilidade do regime de lubricidade do sistema tribológico com óleo apresentou bons resultados, atingindo valores de 33157 N.m e conservando o coeficiente de atrito em 0,10 durante todo o teste.