Self-Lubricating Composites

در اکثر کاربردهای تریبولوژیکی، روان کننده های مبتنی بر مایع یا گریس برای تسهیل حرکت نسبی اجسام جامد برای به حداقل رساندن اصطکاک و سایش بین سطوح در حال تعامل استفاده می شود. چالش‌های روان‌کننده‌های مایع در شرایط محیطی شدید، مانند دماهای بسیار بالا یا پایین، خلاء، تشعشع و فشار تماس شدید ایجاد می‌شوند. در این شرایط، روان کننده های جامد ممکن است گزینه جایگزینی باشند که می توانند به کاهش اصطکاک و سایش بدون ترکیب روان کننده های مایع کمک کنند. چالش‌های روان‌کننده‌های جامد، حفظ عرضه مداوم روان‌کننده‌های جامد بر روی سطوح تماس است تا به عنوان لایه روان‌کننده بین دو سطح کشویی عمل کنند. چنین عرضه مداوم روان کننده جامد در مورد روان کننده های مایع در مقایسه با روان کننده های جامد آسان تر است. نوآورانه ترین پیشرفت برای اطمینان از عرضه مداوم روان کننده جامد به سطح تماس در حین لغزش، وارد کردن روان کننده جامد به عنوان تقویت کننده در ماتریس یکی از اجزای لغزنده است. مواد کامپوزیتی مواد مهندسی شده یا طبیعی هستند که حاوی دو یا چند جزء متمایز با خواص شیمیایی، فیزیکی و مکانیکی متفاوت هستند. کامپوزیت ها از تقویت کننده و ماتریس (فلز، پلیمر و سرامیک) تشکیل شده اند. در میان تقویت‌کننده‌های مختلف، مواد جدید در حال ظهور، روان‌کننده جامد، دارای ویژگی‌های مطلوب بسیاری مانند خاصیت خود روان‌کنندگی خوب است. خود روانکاری توانایی مواد برای انتقال روان کننده های جامد تعبیه شده به سطح تماس برای کاهش سرعت سایش و اصطکاک در غیاب روان کننده خارجی است. کامپوزیت های زمینه فلزی خود روان شونده (SLMMCs) دسته مهمی از مواد مهندسی هستند که به دلیل خواص تریبولوژیکی برتر به طور فزاینده ای جایگزین تعدادی از مواد معمولی در صنایع خودروسازی، هوافضا و دریایی می شوند. در SLMMC ها، مواد روان کننده جامد از جمله مواد کربنی، دی سولفید مولیبدن (MoS₂)، و نیترید بور شش ضلعی (h-BN) به عنوان تقویت کننده در ماتریس های فلزی تعبیه شده اند تا یک ماده جدید با جذابیت خود را تولید کنند. خواص روانکاری مطالعات متعددی در مورد خواص تریبولوژیکی مواد خود روان کننده بررسی شده است. این کتاب این شکاف را پر می کند تا یک کتاب مرجع در مورد مواد خود روان کننده و خواص آنها برای کمک به دانشمندان، مهندسان و صنایع داشته باشید. در این کتاب سعی خواهد شد تا از نظر فنی در مورد مواد خود روان کننده و خواص آنها و کاربردهای آن در صنایع بحث شود. فصل ها توسط متخصصان معتبر در این زمینه نوشته می شود. علاوه بر این، این کتاب مطالعات بنیادی و پیشرفته‌ترین نوآوری‌ها را در مواد خود روان‌کننده از نظر اصطکاک و سایش نشان می‌دهد. این فصل ها همچنین شامل خواص تریبولوژیکی کامپوزیت ها و پوشش ها و برخی کاربردهای عملی مواد خود روان کننده می باشد.

In most tribological applications, liquid or grease based lubricants are used to facilitate the relative motion of solid bodies to minimize friction and wear between interacting surfaces. The challenges for liquid lubricants arise in extreme environmental conditions, such as very high or low temperatures, vacuum, radiation, and extreme contact pressure. At these conditions, solid lubricants may be the alternative choice which can help to decrease friction and wear without incorporating liquid lubricants. Challenges with solid lubricants are to maintain a continuous supply of solid lubricants on the contact surfaces to act as lubricous layer between two sliding surfaces. Such a continuous supply of solid lubricant is more easily maintained in the case of liquid lubricants when compared to solid lubricants. The most innovative development to ensure a continuous supply of solid lubricant to the contact surface during sliding is to introduce solid lubricant as reinforcement into the matrix of one of the sliding components. Composite materials are engineered or naturally occurring materials which contain two or more distinct constituents with significantly different chemical, physical and mechanical properties. Composites consist of reinforcement and matrix (metal, polymer and ceramics). Among various reinforcements, recent emerging material, solid lubricant, is found to have many favorable attributes such as good self-lubricant property. Self‐lubrication is the ability of material to transfer embedded solid lubricants to the contact surface to decrease wear rate and friction in the absence of an external lubricant. Self-lubricating metal matrix composites (SLMMCs) are an important category of engineering materials that are increasingly replacing a number of conventional materials in the automotive, aerospace, and marine industries due to superior tribological properties. In SLMMCs, solid lubricant materials including carbonous materials, molybdenum disulfide (MoS₂), and hexagonal boron nitride (h-BN) are embedded into the metal matrices as reinforcements to manufacture a novel material with attractive self-lubricating properties. Several studies have been investigated the tribological properties of self-lubricating materials. This book fills that gap to have a reference book about self-lubricating materials and their properties to help scientists, engineers, and industries. This book will try to discuss technically about self-lubricating materials and their properties and the applications for industries. The chapters will be written by authoritative expertise in the field. Additionally, this book will demonstrate fundamental study and most advanced innovations in self-lubricating materials as regards to friction and wear. The chapters also include tribological properties of composites and coatings and some practical application of self-lubricating materials.