Evaluación de las propiedades tribológicas y la viscosidad de un lubricante basado en un nanofluido de sílice (SiO2)

Abstract

Los nano fluidos son de gran interés en la investigación de lubricantes, ya que las suspensiones con nanopartículas de sílice gel SiO2 (1-100 nm) en una base lubricante, han demostrado potencial aplicación tribológica por la reducción del coeficiente de fricción y desgaste. La presente investigación tiene como propósito, evaluar la viscosidad y el comportamiento tribológico de las nanopartículas de SiO2 dispersadas en una base lubricante mineral (BS150) a diferentes concentraciones entre 0.50 y 1.25%; Con el fin de disminuir el desgaste de los materiales durante su desempeño. Las pruebas tribológicas se realizaron utilizando el tribómetro basado en la norma ASTMG77, para determinar la carga de escoriación. Los resultados mostraron que las nanopartículas a partir de 1% mejoró su capacidad de carga, en comparación con la base lubricante sin las Nps. La determinación de la viscosidad cinemática, demostró un aumento en las concentraciones 0.75%, 1% y 1.25%. Las nanopartículas de SiO2 se obtuvieron a partir de la cáscara de arroz, mediante tratamiento ácido, pirólisis controlada y finalmente el método descendente con molienda mecánica para reducir su tamaño. Asimismo, se caracterizó el tamaño de las nanopartículas SiO2 mediante DLS, obteniendo un tamaño promedio de 50 nanómetros. Por otro lado, se empleó la técnica XRD en las Nps. Esta investigación demuestra que la aplicación de nanopartículas de SiO2 mejoró la película lubricante, ya que aumentó su viscosidad y aumentó la capacidad de carga durante el movimiento de deslizamiento.

Nanofluids are of great interest in lubricant research, since suspensions with silica gel SiO2 nanoparticles (1-100 nm) in a lubricant base have shown potential tribological application by reducing the coefficient of friction and wear. The purpose of this research is to evaluate the viscosity and tribological behavior of SiO2 nanoparticles dispersed in a mineral lubricant base (BS150) at different concentrations between 0.50 and 1.25%; In order to reduce the wear of materials during their performance. The tribological tests were carried out using the tribometer based on the ASTMG77 standard, to determine the slag load. The results showed that the nanoparticles from 1% improved their load capacity, compared to the lubricant base without the Nps. The determination of the kinematic viscosity showed an increase in the concentrations 0.75%, 1% and 1.25%. SiO2 nanoparticles were obtained from rice husks by acid treatment, controlled pyrolysis and finally the descending method with mechanical grinding to reduce their size. Likewise, the size of the SiO2 nanoparticles was characterized by DLS, obtaining an average size of 50 nanometers. On the other hand, the XRD technique was used in the Nps. This research demonstrates that the application of SiO2 nanoparticles improved the lubricant film, since it increased its viscosity and increased the load capacity during the sliding movement.