Tehnologia de prelucrare a funinginii cu conţinut de clusteri de carbon de ordin inferior fullerenelor în arc voltaic
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
583 6
Ultima descărcare din IBN:
2023-11-08 17:15
SM ISO690:2012
LOZOVANU, Petru, MOŞNEAGA, Alisa, ZICHIL, Valentin. Tehnologia de prelucrare a funinginii cu conţinut de clusteri de carbon de ordin inferior fullerenelor în arc voltaic. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe naturale, exacte şi inginereşti , 26-28 septembrie 2013, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2013, R, SNEI, pp. 118-119.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNEI, 2013
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 26-28 septembrie 2013

Tehnologia de prelucrare a funinginii cu conţinut de clusteri de carbon de ordin inferior fullerenelor în arc voltaic


Pag. 118-119

Lozovanu Petru1, Moşneaga Alisa1, Zichil Valentin2
 
1 Universitatea de Stat din Moldova,
2 Universitatea „Vasile Alecsandri”, Bacău
 
Disponibil în IBN: 2 iunie 2020


Rezumat

Cercetările actuale în domeniul fizicii solidului se concentrează pe dimensiuni nanometrice, domeniu în care nanostructurile carbonice (fullerenele, nanotuburile, grafenul etc.) ocupă un loc prioritar, fapt justificat prin diversitatea proprietăţilor fizice ale acestora şi a aplicaţiilor practice. Însă datorită costului relativ înalt, utilizarea  lor pe scară largă este limitată. Graţie formei sferice a moleculelor de fullerene C60, se conturează proprietăţile antifrecare şi posibilitatea utilizării lor în calitate de aditiv în scopul elaborării materialelor antifrecare eficiente [1]. Asigurând anumite condiţii, clusterii de carbon de ordin diferit au proprietatea de a se polimeriza, formând la suprafaţă o peliculă subţire. S-a constatat că la introducerea moleculelor de fullerene C60 în calitate de aditivi în uleiul industrial, are loc schimbarea caracteristicilor: creşterea rezistenţei la uzură, micşorarea variaţiei vâscozităţii uleiului tehnic în limitele 40-100°C, previn atacarea garniturilor şi semeringurilor din motoare şi ajută la răcirea motorului [2]. Rezultat analogic se obţine şi la introducerea în uleiul industrial a funinginii cu conţinut de fullerene C60.  Printre cele mai cunoscute metode de obţinere a fullerenelor, este descompunerea grafitului în arc voltaic în atmosferă de gaz inert. Astfel preparată, cantitatea de fullerene C60 şi de ordin superior variază în dependenţă de presiunea gazului de amortizare, tensiunea şi curentul în arc, gradientul de temperatură din incintă şi distanţa dintre electrozi, fapt care permite a schimba componenţa fullerenelor după ordin şi a adapta tehnologia de preparare în dependenţă de domeniul de utilizare.  În calitate de materie primă pentru prepararea funinginii, cu conţinut de fullerene, destinată utilizării în calitate de aditiv în uleiurile industriale şi lubrifiante tehnice, în lucrare se întrebuinţează clusterii de carbon, obţinuţi la descompunerea substanţelor fuzibile prin metoda arderii cu acces de oxigen limitat. Compoziţia funinginii rezultată în urma arderii substanţelor fuzibile cu conţinut de carbon este constituită dintr-un sortiment variat de nanoclusteri de carbon, microparticule de substanţă şi diverse impurităţi, ceea ce nu permite întrebuinţarea ei în diferite tehnologii.  Pentru scindarea microparticulelor şi restructurarea nanoclusterilor de carbon, funinginea se tratează termic în arc voltaic. În funcţie de distanţa dintre electrozi, după aprinderea arcului voltaic, se fixează limita intensităţii urentului în arc de 50÷100 A. În timpul arderii, sistemul de răcire menţine temperatura incintei în limitele 30±2 °C. La arderea în arc voltaic, în condiţii optime, electrodul stabil de grafit   practic nu ce descompune, întrucât pe suprafaţa lui în punctul de contact cu electrodul mobil  se acumulează  precipitat în formă de zgură care, în final, îndeplineşte funcţia de protecţie. Masa precipitatului variază în limitele de la 8% până la 90% în funcţie de viteza de deplasare a electrodului mobil şi de curentul în arc voltaic. S-a stabilit că pentru distanţa dintre electrozi d = 1 mm, puterea minimă în arc se obţine la curentul de 115÷120 A şi pentru distanţa de d = 4 mm la curentul de 95 ÷100 A la presiunea heliului de 100 Torr. Odată cu creşterea vitezei de eroziune a electrodului mobil, creşte exponenţial şi curentul, iar cantitatea de funingine atinge valoarea maximă a curentului  în arc de 115 ÷120 A. Eficacitatea reacţiei de sinteză ce caracterizează cantitatea de fullerene din funingine este determinată de viteza de formare a fullerenelor: α = ΣCn /mf ,  unde ΣCn este masa fullerenelor care se formează în funingine, iar mf este masa funinginii obţinute. Astfel, pentru electrodul de grafit cu diametrul de 6 mm concentraţia fullerenelor în funingine atinge 11% la curentul  în arc I = 90 A. Micşorând diametrul electrodului, cantitatea de fullerene creşte şi la diametrul de 3,5 mm concentraţia atinge 13%, iar ca rezultat al tratamentului termic la  curentul în arc I = 100 A creşte până la 15%.  În urma tratării termice a funinginii rezultate din arderea cu acces limitat de oxigen a gazului natural şi a substanţelor fuzibile cu conţinut de carbon, se observă  o sporire a cantităţii de fullerene şi modificarea configuraţiei nanoclusterilor de carbon. Din analiza structurală a funinginii tratată termic, s-a stabilit că conţinutul nanoclusterilor de ordin inferior fullerenelor C60 este  asemănător  cu conţinutul nanoclusterilor din funinginea  obţinută la descompunerea directă a grafitului în arc voltaic, ceea ce permite de presupus utilizarea ei cu succes în calitate de aditiv  pentru uleiurile tehnice şi materialele lubrifiante.