Ultra-baixo coeficiente de atrito entre o par cerâmico Si3N4-Al2O3 em água.

Abstract

Agradeço ao Prof. Titular Amilton Sinatora, pela orientação, amizade e confiança demonstrada durante todo este trabalho, além de transmitir sempre muito incentivo. Ao Dr. Humberto N. Yoshimura e ao Dr. Luis Antonio Genova, pelo companheirismo demonstrado ao longo deste trabalho e pelas proveitosas discussões e sugestões. À Dra. Ana Helena de A. Bressiani e ao Dr. José Carlos Bressiani, pela ajuda e compreensão nos momentos difíceis e principalmente pela ótima convivência do dia-a-dia. Ao Prof. Titular Deniol K. Tanaka, pelas divertidas discussões sobre vários assuntos, inclusive a água. Ao Prof. Roberto Martins de Souza, pelo incentivo e discussões. À Silene M. C. Silva, pela constante ajuda em tudo. Ao Prof. Daniel Hioki, pelo companheirismo no dia-a-dia e na noite-a-noite no laboratório. Ao Dr. Luis Gallego Martinez pelas "discussões cristalográficas" e incentivo. À Dra. Sonia R. H. de M. Castanho, pelas descontraídas discussões que muito acrescentaram a este trabalho. Ao Prof. Douglas Gouvea, pelas proveitosas discussões sobre suspensões cerâmicas. À Dra. Maria Cristina Moré Farias, pela amizade e companheirismo. Ao Doutorando Mário Vitor Leite, pelo companheirismo, ajuda constante, e a excelente convivência na noite-a-noite do laboratório. Ao Doutorando Cristian Arango Viafara, pela disposição de sempre ajudar. Ao Doutorando Abel André Candido Recco, pelo auxílio e descontração durante as análises de topografia em AFM. Ao Dr. Nelson B. de Lima, pelas análises de difração de raios X. Ao Dr. Marcio Gustavo Di V. Cuppari, pelas breves, mas proveitosas discussões. Ao Doutorando Walter K. Yoshito, pelas medidas de potencial zeta. Ao Leandro Justino de Paula, pelo auxílio nos ensaios de dureza instrumentada. AGRADECIMENTOS Ao Prof. Titular Daniel de Melo Biasoli, pelo auxílio no projeto do dispositivo de fixação da esfera no tribômetro, e pela primeira esfera de nitreto de silício ensaiada.

ULTRA-LOW FRICTION COEFFICIENT IN THE SLIDING OF Si3N4-Al2O3 IN WATER: AB INITIO STUDY OF RUNNING-IN

“…This result agrees with some works in the literature, e.g. [1,3,9]. According with several authors [9,10,12,16,17], that as the sliding distance increases, the wear mode changes from mechanically dominated wear to tribochemically dominated wear and the surface smoothening is a result of the tribochemical wear which has a fundamental role to obtained the steady-state friction coefficient of mean value in the range of 0.001.…”

“…There is a tendency of increasing transition time with increasing initial surface roughness of the discs. This result agrees with the literature [3,17]. One accepted explanation is that smoother surfaces need less time to adjust themselves for an adequate lubrication condition to occur the regime of ULFC.…”

“…After the running-in period, extremely low friction coefficient values, µ < 0.003, were measured. Friction coefficient of this magnitude for the Si3N4-Al2O3 tribological pair was already reported in the literature and is called ultra-low friction coefficient (ULFC) [2,3,[6][7][8]14]. Also for Figure 2, it is possible to observe that the greater initial surface roughness (Rq) of the discs, the more is the duration of running-in.…”

“…Friction coefficients of that magnitude, obtained during those lubricating conditions, represent low energy loss together with zero environmental impact [2]. In this context, Ferreira [3] defined that µ < 0.01, obtained in steady state, could be called ultra-low friction coefficient (ULFC). Besides self-mated Si3N4, ULFC was also observed for self-mated SiC [4,5] and for unmated Al2O3-Si3N4 pair [2,3,[6][7][8], during water lubrication.…”

“…In this context, Ferreira [3] defined that µ < 0.01, obtained in steady state, could be called ultra-low friction coefficient (ULFC). Besides self-mated Si3N4, ULFC was also observed for self-mated SiC [4,5] and for unmated Al2O3-Si3N4 pair [2,3,[6][7][8], during water lubrication. It is well widespread that tribochemical reactions have a crucial role for the establishment of ULFC regime in water-lubricated ceramics [1,9,10].…”