SULU ORTAMDA SİLİSYUM NİTRÜR ÜZERİNDEKİ NANOYAPILI YÜZEYLERİN ÇOK DÜŞÜK SÜRTÜNME ÖZELLİKLERİ

Abstract

Çalışmalar, silisyum nitrürün kendisi ile karşı karşıya çalışması durumunda sulu ortamda sürtünme katsayısının oldukça düşük olduğunu göstermiş olmasına rağmen, böyle düşük bir sürtünme katsayısının oluşumundan etkili olan temel mekanizma hala tartışmalıdır. Bu araştırmada yük ve hız değişkenleri altında sulu ortamda kayan Si3N4 - Si3N4 çifti için alışma dönemi süresince yüzey pürüzlülüğünün etkileri araştırılmıştır. Sonuçlar, sulu ortamda karışık hidrodinamik yağlama için ve kolloidal silika ile sınır yağlama ile ilgili ortaya konulan mekanizmalar ile tutarlı olmasına rağmen, alternatif bir mekanizma önerilmektedir. Sürtünme ve aşınma testleri pin-on-disk tribometre kullanılarak yapılmıştır. Bu deneyler için Rulman kalitesinde silisyum nitrür (NBD200, Norton Advanced Ceramics), seçilmiştir. Disklerin yüzey pürüzlülüğü çeşitli noktalardan 50x50 µm boyutlarda taranarak bir atomik kuvvet mikroskobu (AFM) ile ölçülmüştür. 5 N ve 120 mm/s'de, honlanmış yüzey üzerinde, sürtünme katsayısı 600 dakika sonra 0.45 den ortalama 0.01 e düştüğü görülmüştür. Bu düşük sürtünme katsayısı, hidrojen-ile-sonlanan oksit filmleri ile kaplanmış iki sert ve elastik olarak deforme temel yüzeyler arasındaki etkileşim ile ilgili olabileceği düşünülmektedir