Estudo de Lubrificação Híbrida usando Filmes de DLC com Óleos Espaciais e Líquidos Biomiméticos

• Processo: 07/06562-0
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de janeiro de 2008
• Data de Término da vigência: 31 de dezembro de 2010
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Aeroespacial
• Pesquisador responsável: Vladimir Jesus Trava-Airoldi
• Beneficiário: Romina Paula de Castro Costa Statuti
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 07/00013-4 - Novos materiais, estudos e aplicações inovadoras em diamante-CVD, diamond-like-carbon (DLC) e carbono nanoestruturado obtidos por deposição química a partir da fase vapor, AP.TEM
• Assunto(s): Tribologia Filmes finos de carbono tipo diamante (DLC)
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Coeficiente de atrito e desgaste | Dlc | F138 e liga de Ti6Al4V | Lubrificantes líquidos com DLC | Substratos de aços 316L | Tribologia | Tribologia em sistemas de lubrificação híbrida

Resumo

A busca por materiais lubrificantes, que garantam durabilidade e confiabilidade de movimento entre juntas mecânicas em ambientes de alto vácuo, leva a uma corrida pela obtenção de novos materiais com baixos coeficientes de atrito e maior vida útil. O uso de filmes de Diamond-Like-Carbon – DLC, como lubrificante sólido, vem sendo utilizado em vários âmbitos que necessitam de ambientes limpos, sem contaminações como graxas e óleos, como a área espacial, a indústria alimentícia, de higiene, ou mesmo em sistemas biomecânicos, por possuir características biocompatíveis. Entretanto novas limitações em aplicações específicas, que demandam vida longa, tornaram os estudos de lubrificação híbrida como uma prioridade científica e tecnológica. Devido a isso, os lubrificantes híbridos passaram por uma grande evolução, sendo um tema emergente com relação direta ao desenvolvimento de aplicações tecnológicas. Este tipo de lubrificação está sendo estudado no grupo DIMARE, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE para dispositivos espaciais e médicos.Propõe-se neste trabalho o estudo do coeficiente de atrito e do desgaste de filmes de DLC, crescidos sobre a liga de titânio Ti6Al4V e os aços inoxidáveis (316L e F138), com a adição dos óleos espaciais fomblin YL-VAC, dimetilpolissiloxano e o líquido sinovial para estudos biomecânicos. O coeficiente de atrito, o desgaste e a adesão dos filmes serão estudados em função da força aplicada e da velocidade do contra corpo, como função da porcentagem de hidrogenação do filme de DLC. Como contra-corpo serão utilizados esferas de aços inoxidáveis (316L e F138) e de liga de titânio Ti6Al4V com e sem filme de DLC, que atuarão diretamente sobre o corpo, também, com e sem filme de DLC. Os estudos de adesão do lubrificante sólido serão realizados com a dinâmica do escorregamento na presença de óleos espaciais fomblin YL-VAC, dimetilpolissiloxano e do líquido sinovial artificial.Análise morfológica da superfície dos filmes de DLC será realizada através das técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura, Microscopia de Força atômica, e Perfilometria. Para as análises de atrito, desgaste, e dureza será utilizado o modo rotacional do Tribômetro modelo UMT (Ultra Micro Tribômetro), instalado no LAS/CTE/INPE. O nível de grafitização será analisado, fazendo uso de análises via Espectroscopia de Espalhamento Raman.