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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 김호경
- 발행연도
- 2015
- 저작권
- 서울과학기술대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수1
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본 연구에서는 마모 및 마찰력 저감을 위하여 나노 다이아몬드입자를 상용 엔진 오일에 첨가하여 입자 첨가에 의한 마찰 및 마모특성을 평가하였다. 마찰 및 마모 시험을 위하여 ball on disk 접촉 방식 시험기를 이용하였다. 디젤 차량용 엔진오일 5W-40에 나노다이아몬드 입자를 각각 0, 0.005, 0.0075, 0.01, 0.015, 0.02 wt% 첨가한 윤활유에 대하여 마모 및 마찰결과를 평가하였다. Al-6061 T6 합금 디스크 시험편에 직경 4mm 고탄소 크롬강 SUJ-2 베어링 볼을 사용하여 접촉하중을 5N을 가한 상태에서 미끄럼 거리가 500m까지 마찰·마모실험을 하였다. 나노다이아몬드의 함량변화에 따라 시험편의 마모율, 마찰계수 변화, 표면 거칠기 측정 및 표면 관찰 등을 통하여 엔진오일에 있어서 나노다이아몬드 입자의 첨가량 증가에 따른 마찰·마모 변화 상태를 분석하였다.
500m의 마모 실험 후 0.005 wt.% ND를 첨가한 오일이 가장 마모율이 적으며 ND를 첨가하지 않은 오일에 비하여 마모량이 25% 감소한 것으로 나타났다. 그러나 ND 함량이 증가할수록 전반적으로 마모량이 지속적으로 증가하여 0.015% 첨가할 경우 최대임을 알 수 있다. 이는 일정 이상의 과도한 첨가로 인하여 나노 다이아몬드가 일종의 연삭재 역할을 하는 것으로 판단된다. ND 함유량별 마모시험 중의 평균마찰계수는 0.115에서 0.120의 범위에 해당하며 평균적으로 0.118이다. ND 함유량별 마모시험 중의 평균마찰계수와 마모율과의 거의 비례하였다. 마찰계수도 마모율과 마찬가지로 0.005 wt.%가 가장 낮은 것으로 나타났다. 표면 거칠기를 측정한 결과 최대 마모 깊이 yv1의 경우 0.075 wt.%가 0.32μm로 가장 작으며 0.02%가 0.63 μm로 가장 큰 것으로 나타났다. 마모율과 yp1, yv1, δ는 마모율과 관계가 있는 매개변수로 판단된다.
최종적으로 6종류의 오일에 대한 마찰·마모 시험 결과 마찰 및 마모 측면에서는 0.005 wt.% ND를 첨가한 오일이 가장 우수하였다. 추후 다양한 하중, 미끄럼 거리 등을 고려한 최적의 나노다이아몬드 함량비에 대한 연구가 요구된다.
500m의 마모 실험 후 0.005 wt.% ND를 첨가한 오일이 가장 마모율이 적으며 ND를 첨가하지 않은 오일에 비하여 마모량이 25% 감소한 것으로 나타났다. 그러나 ND 함량이 증가할수록 전반적으로 마모량이 지속적으로 증가하여 0.015% 첨가할 경우 최대임을 알 수 있다. 이는 일정 이상의 과도한 첨가로 인하여 나노 다이아몬드가 일종의 연삭재 역할을 하는 것으로 판단된다. ND 함유량별 마모시험 중의 평균마찰계수는 0.115에서 0.120의 범위에 해당하며 평균적으로 0.118이다. ND 함유량별 마모시험 중의 평균마찰계수와 마모율과의 거의 비례하였다. 마찰계수도 마모율과 마찬가지로 0.005 wt.%가 가장 낮은 것으로 나타났다. 표면 거칠기를 측정한 결과 최대 마모 깊이 yv1의 경우 0.075 wt.%가 0.32μm로 가장 작으며 0.02%가 0.63 μm로 가장 큰 것으로 나타났다. 마모율과 yp1, yv1, δ는 마모율과 관계가 있는 매개변수로 판단된다.
최종적으로 6종류의 오일에 대한 마찰·마모 시험 결과 마찰 및 마모 측면에서는 0.005 wt.% ND를 첨가한 오일이 가장 우수하였다. 추후 다양한 하중, 미끄럼 거리 등을 고려한 최적의 나노다이아몬드 함량비에 대한 연구가 요구된다.
목차
Ⅰ. 서 론 1Ⅱ. 이론적 배경 32.1 마찰 및 마모 32.2 윤활 62.3 윤활유 첨가제 92.4 나노 다이아몬드 10Ⅲ. 시험편 및 실험방법 12Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 174.1 마모율 및 마찰계수 174.2 표면 거칠기 분석 20Ⅴ. 결 론 27참고 문헌 28ABSTRACT 30
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