Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Trajano, Marinalva Ferreira
Data de Publicação: 2017
Tipo de documento: Tese
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFRN
Texto Completo: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24938
Resumo: Engrenagens e outros conjuntos mecânicos são muito importantes para a conversão da energia eólica em energia elétrica em turbinas eólicas, mas a sua durabilidade e eficiência são severamente prejudicadas por algumas questões tribológicas como corrosão, desgaste, deformação e fragmentação. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deformação são de fontes não renováveis podendo não ser viáveis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renováveis substituindo o óleo mineral e aditivo de extrema pressão. A este respeito, óleos vegetais e novos aditivos inorgânicos estão sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas eólicas. O objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopartículas estáveis inorgânicas em óleos vegetais por sputtering, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes. A metodologia aplicada está divida em 5 etapas: 1- preparação do biolubrificante (óleo de girassol epoxidado); 2- caracterização físico-quimica dos lubrificantes; 3- deposição das nanopartículas por sputtering; 4- caracterização da dispersão e 5 avaliação tribológica. Nas deposições foram utilizados três níveis de corrente de descarga e taxa de deposição (30 mA- 0,8 Å/s, 40 mA- 1,3 Å/s e 50 mA- 1,51 Å/s), três diferentes concentrações, em peso, de nanopartículas (0,05%, 0,1% e 0,3%) e com alvo Cu para se obter nanopartículas de cobre. As nanopartículas formadas foram caracterizadas em função do tamanho de partícula pela técnica de SAXS e por MEV. A dispersão das nanopartículas foi analisada por Uv-Visível, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribológico foi utilizado o tribômetro HFRR. Os resultados mostraram que os biolubrificantes com melhoram o desempenho tribológico melhorando o desgaste e reduzindo atrito em superfícies metálicas. Além disso, este método de preparo do nanobiolubrificante eliminou o problema de dispersão verificado por outras técnicas de dispersão.
id UFRN_78f5e12ea360f68d4300e843293a320c
oai_identifier_str oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/24938
network_acronym_str UFRN
network_name_str Repositório Institucional da UFRN
repository_id_str
spelling Trajano, Marinalva FerreiraFranceschini Filho, Dante FerreiraBohn, FelipeSilva, Flávio José daNascimento, José Heriberto Oliveira doAlves, Salete Martins2018-03-22T12:58:55Z2018-03-22T12:58:55Z2017-09-29TRAJANO, Marinalva Ferreira. Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas. 2017. 139f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24938Engrenagens e outros conjuntos mecânicos são muito importantes para a conversão da energia eólica em energia elétrica em turbinas eólicas, mas a sua durabilidade e eficiência são severamente prejudicadas por algumas questões tribológicas como corrosão, desgaste, deformação e fragmentação. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deformação são de fontes não renováveis podendo não ser viáveis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renováveis substituindo o óleo mineral e aditivo de extrema pressão. A este respeito, óleos vegetais e novos aditivos inorgânicos estão sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas eólicas. O objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopartículas estáveis inorgânicas em óleos vegetais por sputtering, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes. A metodologia aplicada está divida em 5 etapas: 1- preparação do biolubrificante (óleo de girassol epoxidado); 2- caracterização físico-quimica dos lubrificantes; 3- deposição das nanopartículas por sputtering; 4- caracterização da dispersão e 5 avaliação tribológica. Nas deposições foram utilizados três níveis de corrente de descarga e taxa de deposição (30 mA- 0,8 Å/s, 40 mA- 1,3 Å/s e 50 mA- 1,51 Å/s), três diferentes concentrações, em peso, de nanopartículas (0,05%, 0,1% e 0,3%) e com alvo Cu para se obter nanopartículas de cobre. As nanopartículas formadas foram caracterizadas em função do tamanho de partícula pela técnica de SAXS e por MEV. A dispersão das nanopartículas foi analisada por Uv-Visível, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribológico foi utilizado o tribômetro HFRR. Os resultados mostraram que os biolubrificantes com melhoram o desempenho tribológico melhorando o desgaste e reduzindo atrito em superfícies metálicas. Além disso, este método de preparo do nanobiolubrificante eliminou o problema de dispersão verificado por outras técnicas de dispersão.Gears and other mechanical assemblies are very important for the conversion of wind energy into electrical energy in wind turbines, but their durability and efficiency are severely hampered by some tribological issues such as corrosion, wear, deformation and fragmentation. The lubricants used to reduce this wear and deformation is from non-renewable sources and may not be environmentally viable. Thus, new technologies appear that aim at the development of renewable products replacing mineral oil and extreme pressure additive. In this regard, vegetable oils and new inorganic additives are being researched as a suitable alternative to replace the lubricants currently used in wind turbine gears. The objective of this work is to synthesize inorganic nanoparticles in vegetable oils by sputtering to obtain stable colloidal nanoparticles (NPs), developing lubricants more adapted to the environment with more efficient additives, with a better level of tribological performance. The applied methodology is divided in 5 steps: 1- preparation of the biolubrificante (epoxidized sunflower oil); 2- physico-chemical characterization of the lubricants; 3- deposition of the nanoparticles by sputtering; 4 - characterization of the dispersion and 5 tribological evaluations. In the depositions three discharge current levels (30 mA- 0.8 Å / s, 40 mA- 1.3 Å / s and 50 mA- 1.51 Å / s) and three deposition rates were used to obtain three different concentrations by weight of nanoparticles (0,05%, 0,1 % and 0,3%) and with Cu target to obtain copper nanoparticles. The nanoparticle formed was characterized as a function of the particle size by the SAXS technique and a sample by SEM. The dispersion of the nanoparticles was analyzed by Uv-Visible, Polydispersivity, Zeta Potential and SAXS. To evaluate the tribological performance was used the HFRR trbometer. The results showed that the biolubrificants with additives had good performace, improved wear and reduced friction on metal surfaces. In addition, this method of preparing the nanobiolubrifier eliminated the dispersion problem ascertained by other dispersion techniques.O Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)porCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICASínteseNanopartículas inorgânicasDeposição por sputteringEngrenagens de turbinas eólicasTribologiaSíntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicasSynthesis of inorganic nanoparticle by PVD sputtering onto biolubrificants for wind turbine applicationsinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAUFRNBrasilinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRNTEXTMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txtMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain239178https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/2/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txt9c7d3d5415157803320e5c27b9ab1741MD52THUMBNAILMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpgMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg2876https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/3/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpg031ba4354dc31599ed027993e7d31edfMD53TEXTMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txtMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txtExtracted texttext/plain239178https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/2/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txt9c7d3d5415157803320e5c27b9ab1741MD52THUMBNAILMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpgMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg2876https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/3/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpg031ba4354dc31599ed027993e7d31edfMD53ORIGINALMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdfMarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdfapplication/pdf6319864https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/1/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdfc1c48752cd2759498406ac2e0008be5fMD51123456789/249382019-01-30 16:58:41.132oai:https://repositorio.ufrn.br:123456789/24938Repositório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/opendoar:2019-01-30T19:58:41Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
dc.title.alternative.pt_BR.fl_str_mv Synthesis of inorganic nanoparticle by PVD sputtering onto biolubrificants for wind turbine applications
title Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
spellingShingle Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
Trajano, Marinalva Ferreira
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Síntese
Nanopartículas inorgânicas
Deposição por sputtering
Engrenagens de turbinas eólicas
Tribologia
title_short Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
title_full Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
title_fullStr Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
title_full_unstemmed Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
title_sort Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas
author Trajano, Marinalva Ferreira
author_facet Trajano, Marinalva Ferreira
author_role author
dc.contributor.authorID.pt_BR.fl_str_mv
dc.contributor.advisorID.pt_BR.fl_str_mv
dc.contributor.referees1.none.fl_str_mv Franceschini Filho, Dante Ferreira
dc.contributor.referees1ID.pt_BR.fl_str_mv
dc.contributor.referees2.none.fl_str_mv Bohn, Felipe
dc.contributor.referees2ID.pt_BR.fl_str_mv
dc.contributor.referees3.none.fl_str_mv Silva, Flávio José da
dc.contributor.referees3ID.pt_BR.fl_str_mv
dc.contributor.referees4.none.fl_str_mv Nascimento, José Heriberto Oliveira do
dc.contributor.referees4ID.pt_BR.fl_str_mv
dc.contributor.author.fl_str_mv Trajano, Marinalva Ferreira
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Alves, Salete Martins
contributor_str_mv Alves, Salete Martins
dc.subject.cnpq.fl_str_mv CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
topic CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
Síntese
Nanopartículas inorgânicas
Deposição por sputtering
Engrenagens de turbinas eólicas
Tribologia
dc.subject.por.fl_str_mv Síntese
Nanopartículas inorgânicas
Deposição por sputtering
Engrenagens de turbinas eólicas
Tribologia
description Engrenagens e outros conjuntos mecânicos são muito importantes para a conversão da energia eólica em energia elétrica em turbinas eólicas, mas a sua durabilidade e eficiência são severamente prejudicadas por algumas questões tribológicas como corrosão, desgaste, deformação e fragmentação. Os lubrificantes utilizados para reduzir esse desgaste e deformação são de fontes não renováveis podendo não ser viáveis ambientalmente. Assim, surgem novas tecnologias que visam o desenvolvimento de produtos de fontes renováveis substituindo o óleo mineral e aditivo de extrema pressão. A este respeito, óleos vegetais e novos aditivos inorgânicos estão sendo pesquisados como uma alternativa adequada para substituir os lubrificantes utilizados atualmente em engrenagens de turbinas eólicas. O objetivo desse trabalho foi sintetizar nanopartículas estáveis inorgânicas em óleos vegetais por sputtering, desenvolvendo lubrificantes mais adaptados ao meio ambiente com aditivos mais eficientes. A metodologia aplicada está divida em 5 etapas: 1- preparação do biolubrificante (óleo de girassol epoxidado); 2- caracterização físico-quimica dos lubrificantes; 3- deposição das nanopartículas por sputtering; 4- caracterização da dispersão e 5 avaliação tribológica. Nas deposições foram utilizados três níveis de corrente de descarga e taxa de deposição (30 mA- 0,8 Å/s, 40 mA- 1,3 Å/s e 50 mA- 1,51 Å/s), três diferentes concentrações, em peso, de nanopartículas (0,05%, 0,1% e 0,3%) e com alvo Cu para se obter nanopartículas de cobre. As nanopartículas formadas foram caracterizadas em função do tamanho de partícula pela técnica de SAXS e por MEV. A dispersão das nanopartículas foi analisada por Uv-Visível, Polidispersividade, Potencial Zeta e SAXS. Para avaliar o desempenho tribológico foi utilizado o tribômetro HFRR. Os resultados mostraram que os biolubrificantes com melhoram o desempenho tribológico melhorando o desgaste e reduzindo atrito em superfícies metálicas. Além disso, este método de preparo do nanobiolubrificante eliminou o problema de dispersão verificado por outras técnicas de dispersão.
publishDate 2017
dc.date.issued.fl_str_mv 2017-09-29
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2018-03-22T12:58:55Z
dc.date.available.fl_str_mv 2018-03-22T12:58:55Z
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.citation.fl_str_mv TRAJANO, Marinalva Ferreira. Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas. 2017. 139f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
dc.identifier.uri.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24938
identifier_str_mv TRAJANO, Marinalva Ferreira. Síntese de nanopartículas por sputtering em biolubrificantes para aplicações em turbinas eólicas. 2017. 139f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2017.
url https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/24938
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.publisher.program.fl_str_mv PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
dc.publisher.initials.fl_str_mv UFRN
dc.publisher.country.fl_str_mv Brasil
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Repositório Institucional da UFRN
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron_str UFRN
institution UFRN
reponame_str Repositório Institucional da UFRN
collection Repositório Institucional da UFRN
bitstream.url.fl_str_mv https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/2/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/3/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpg
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/2/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.txt
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/3/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf.jpg
https://repositorio.ufrn.br/bitstream/123456789/24938/1/MarinalvaFerreiraTrajano_TESE.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv 9c7d3d5415157803320e5c27b9ab1741
031ba4354dc31599ed027993e7d31edf
9c7d3d5415157803320e5c27b9ab1741
031ba4354dc31599ed027993e7d31edf
c1c48752cd2759498406ac2e0008be5f
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
MD5
MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1802117683683000320