UTILISATION DES CARBONES POUR LA LUBRIFICATION : PARAMÈTRES CLÉS POUR LA RÉDUCTION DU FROTTEMENT

Résumé : Les pertes d'énergie par frottement représentent entre 6 et 10% du PNB des pays industrialisés et l'usure associée 30% des causes d'avarie dans les applications mécaniques. La réduction de ces phénomènes constitue donc un enjeu économique important et participe aujourd'hui au programme de développement de technologies durables et d'utilisation rationnelle de l'énergie. Réduire le frottement et l'usure consiste à introduire entre les surfaces frottantes un lubrifiant (solide, liquide ou gazeux) dont le principal objectif et d'empêcher le contact direct entre les surfaces. En lubrification liquide, quatre régimes de lubrification sont identifiés (limite, mixte, élastohydrodynamique et hydrodynamique) selon les vitesses de déplacement relatif des surfaces, la viscosité du lubrifiant et la charge supportée par le contact [1-2]. Ces régimes de lubrification sont caractérisés par des épaisseurs de films lubrifiants, des coefficients de frottement et des usures associées différents. Le régime de lubrification le plus sévère, qui conduit aux coefficients de frottement les plus élevés et aux plus fortes usures, est le régime de lubrification limite caractérisé par de faibles vitesses de glissement, une charge élevée et un film lubrifiant inexistant ou d'épaisseur infinitésimale (quelques nanomètres). On le rencontre, par exemple, au niveau du contact segment / chemise, au point mort haut, dans les moteurs à combustion interne ou au démarrage dans les systèmes à engrenage. Un lubrifiant liquide actuel est donc composé d'une base (huile minérale ou de synthèse) à laquelle sont ajoutés des additifs améliorant ses propriétés physiques (améliorant d'indice de viscosité), ses propriétés chimiques (additifs détergents, dispersants, anti-oxydants, anti-corrosion…) et ses propriétés réductrices de frottement et d'usure (additifs réducteurs de frottement, additifs anti-usure). Les additifs conventionnels (dithiophosphates ou dithiocarbamates de métaux de transition) utilisés en lubrification limite ont montré leur efficacité dans le cas de surfaces frottantes en alliages ferreux. Toutefois, ils deviennent inefficaces si les substrats sont peu réactifs. De plus, les surfaces subissent une usure importante lors de la période de formation du tribofilm (période d'induction). Ainsi, les nouvelles stratégies de lubrification utilisent des particules colloïdales en dispersion dans les lubrifiants. L'approche consiste à approvisionner le contact glissant en particules solides, susceptibles de constituer instantanément le film tribologique. Les matériaux lamellaires sont généralement de bons candidats, leur structure en feuillets assurant de bonnes propriétés tribologiques. Ainsi, le graphite a longtemps été considéré comme le meilleur lubrifiant mais il devient abrasif en l'absence d'humidité, rendant son utilisation limitée. L'objectif de ce travail est d'identifier les paramètres clés conduisant à l'amélioration des propriétés réductrices de frottement des carbones. Un accent particulier est porté sur l'influence de la structure carbonée, en termes de morphologie, taille, (nano)structuration, porosité. L'influence de la modification de l'état de surface des particules par fluoration est également abordé [3].
Document type :
Poster communications
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https://hal.univ-antilles.fr/hal-02429599
Contributor : Philippe Thomas <>
Submitted on : Friday, January 10, 2020 - 5:03:00 PM
Last modification on : Tuesday, January 14, 2020 - 1:43:59 AM

Identifiers

  • HAL Id : hal-02429599, version 1

Citation

P. Thomas, R. Sellik, Farid Begarin, Marc Dubois, Katia Guérin, et al.. UTILISATION DES CARBONES POUR LA LUBRIFICATION : PARAMÈTRES CLÉS POUR LA RÉDUCTION DU FROTTEMENT. Société Francophone d’Etude des Carbones SFEC 2017, 2017, Oléron, France. ⟨hal-02429599⟩

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