Estudio de migración de lubricante ante un gradiente de temperatura usando diferentes rugosidades superficiales y capas de óxido de grafeno

Abstract

La tribología es la ciencia que se dedica al estudio del roce, el desgaste y la lubricación en diferentes materiales. En el presente, la tribología tiene un enfoque dedicado a la disminución del desgaste de materiales usados en la industria y aumentar la eficiencia energética, lo que conlleva a disminuir el impacto ambiental. A partir de esto, esta memoria pretende realizar modificaciones a la química superficial usando recubrimientos de Óxido de Grafeno (GO), alteraciones a la topografía superficial mediante texturizaciones y el uso de ambas con el objetivo de evaluar posibles cambios ante la migración de lubricante. Para la síntesis de Óxido de Grafeno, tanto de baja oxidación (LOGO) como alta oxidación (HIGO), se aplicó el método Hummers modificado en el laboratorio. Se aplicó la metodología ya realizada previamente para la aplicación de recubrimientos sobre superficies haciendo spray coating con una mezcla de 60:40 [v/v%] de agua desmineralizada y etanol con las nano partículas, dispersando una cantidad de 2 ml de dicha mezcla a una presión de 1,5 [bar], en el cual el sustrato sólido se encuentra a 120 [°C]. todo esto para asegurar homogeneidad en los recubrimientos [5]. Se estudiaron los cambios en la humectabilidad de las superficies que fueron lavados, ya que estas previamente poseían recubrimientos de GO y una gota 1,5 [µL] de PAO 8, con el fin de poder reutilizar estas superficies una vez fueron evaluadas para la migración de lubricante. Esto debido a la cantidad limitada de texturas que fueron dispuestas para esta memoria, a causa de los problemas generados por la pandemia. Usando un gradiente de temperatura de 20 [°C] se estudió la migración de lubricante. A partir de esto, se encontró que el uso de recubrimientos disminuye los efectos del flujo de Marangoni, aumenta la velocidad y homogeneidad en la distribución vertical y horizontal del lubricante sobre la superficie. Así mismo, el uso de texturas permite disminuir el efecto Marangoni, pero no permite la misma uniformidad e isotropía de la gota de aceite que los recubrimientos ya que solo hace una dirección preferente sobre la otra. El uso de texturas y recubrimientos hace que cambie la preferencia del flujo de la textura a una dispersión más homogénea y uniforme en ambas direcciones. Se concluye que usar texturas y recubrimientos permite tener mayor flexibilidad en un material según las necesidades que se tenga en el momento, si se requiere un flujo preferencial o uno más isotrópico. Sin embargo, ambos métodos contrarrestan los efectos de la migración de lubricante.