Svavelhaltiga filmer sänker friktion i kontakter
Nils Stavlid visar i sin avhandling att kol belagt med ett skikt av molybden eller wolfram ger låg friktion stål mot stål. Detta kan till exempel komma till nytta i dieselmotorers kontakter, vilket skulle kunna förbättra motorernas bränsleekonomi. Disputationen äger rum vid Uppsala universitet den 15 december.
I dag används så kallade metalldopade kolskikt på speciellt utsatta kontakter, såsom insprutningsmekanismer till dieselmotorer. För att få bättre bränsleekonomi använder man ett allt högre insprutningstryck för att finfördela bränslet bättre. Detta belastar komponenterna så att oljesmörjningen blir sämre. Det är just vid sådan dålig smörjning, s.k. gränskiktssmörjning, som metalldopade skikt visat sig fungera bra både genom att sänka friktionen och även reducera nötningen.
Det finns i dagens smörjmedel en mängd olika reaktiva tillsatser som är designade att fungera bra med kontakter stål mot stål. Dessa tillsatser bildar olika former av solida tunna skikt av reaktionsprodukter ovanpå stålytorna för att förhindra skärning eller nötning. När man tillför sådana tillsatser till en metalldopad kontakt kan nya kemiska reaktioner uppstå. Nils Stavlid har undersökt hur svavelhaltiga tillsatser samverkar med olika metalldopade skikt i glidande kontakter mot stål.
Han visar att man genom att legera ett kolskikt med exempelvis wolfram eller molybden kan skapa en film som innehåller wolframdisulfid alternativt molybdendisulfid i kontakt med stål och svavelhaltigt smörjmedel.
– Dessa tribofilmer är väldigt intressanta eftersom de ger extremt låg friktion. Vid jämförelse mot en vanlig gränskiktssmord stål-stål kontakt så kan man halvera friktionen och därmed friktionsförlusterna, säger Nils Stavlid.
Resultatet av Nils Stavlids forskning visar att man kan göra betydande vinster, ”friktion-arbete-energi”, genom att kontrollera tribofilmens sammansättning. Forskningen innefattar också teoretiska beräkningar som bland annat gett intressanta resultat om vilka typer av metalldopade material som bör vara opåverkade av de aktuella svaveltillsatserna.
Nils Stavlid har också nyligen vunnit första deltävlingen i Venture Cup för en idé han utvecklat vid sidan om forskningen.
Kontaktinformation
För mer information, kontakta Nils Stavlid, tel: 018-471 30 77, 070-543 95 38, e-post: Nils.Stavlid@Angstrom.uu.se
