Dissertação

{pt_PT=Friction and wear behaviour of femtosecond laser nanotextured metallic surfaces lubricated with graphene} {} EVALUATED

{pt=Este trabalho tem como objetivo estudar o efeito do atrito na superfície texturizada com LIPSS (Laser-induced Periodic Surface Structures), revestido com lubrificantes sólidos: óxido de grafeno (GO) e grafeno (Gr). Também serve para fornecer uma melhor compreensão do comportamento de atrito de superfícies de aço ferramenta com lubrificantes à base de grafeno. A texturização da superfície do aço foi realizada com laser de femtosegundo com comprimento de onda de 1024 nm e distribuição gaussiana. Os testes tribológicos foram realizados na configuração esfera no plano, com movimento de deslizamento linear alternado. As amostras foram texturizadas com LIPSS, a orientação obtida foi perpendicular à direção de polarização do feixe de laser. Medimos e obtemos um período médio de 1.4 µm entre ranhuras, MPD - Profundidade Média do Perfil de 0,202 µm e um Ra = 0,223 µm Nas amostras com LIPSS, com e sem lubrificante, os testes foram realizados nas direções perpendicular e paralela à orientação dos LIPSS e posteriormente analisadas as superfícies por microscopia eletrónica de varrimento. Comparando a superfície polida com a texturizada, observamos uma redução nos coeficientes de atrito. Além disso, introduzindo graphene como um revestimento em uma superfície polida, vemos uma maior redução no coeficiente de atrito, sendo a maior redução alcançada na superfície revestida com Gr. Olhando para o coeficiente de atrito em uma superfície com LIPSS revestida com GO ou GR, também temos uma redução no COF e observamos a redução em LIPSS revestida com grafeno e alinhamento paralelo. , en=This work is focused on studying the friction effect on the textured surface with LIPSS (“Laser-induced Periodic Surface Structures”), coated with solid lubricant, graphene oxide (GO) and graphene (Gr). Also serves to provide a better understanding of the friction behavior of tool steel surfaces with graphene-based lubricants. The surface texturing of the steel was performed with a femtosecond laser that has a wavelength of 1024 nm and gaussian distribution. Tribological tests were carried out in a sphere-on-plane configuration, with alternating linear sliding movement. Samples were textured with LIPSS, the orientation attained was perpendicular to the polarization direction of the laser beam. We measure and obtain an average period of 1,4 µm between grooves, MPD - Mean Profile Depth of 0,202 µm and a Ra =0,223 µm In samples with LIPSS, with and without lubricant, tests were performed in perpendicular and parallel direction to the LIPSS and later analyzed the surfaces by scanning electron microscopy (SEM). Comparing polished with the texturized surface, we observe a reduction in friction coefficients. Furthermore, introducing graphene as a coating on a polished surface, we see a higher reduction in friction coefficient, been the highest reduction attained in Gr coated surface. Looking at the friction coefficient on a surface with LIPSS coated with GO or GR, we also have a reduction in COF and observe a reduction on LIPSS coated with graphene and parallel alignment. }
{pt=LIPSS, Óxido de grafeno, Grafeno, Tribologia., en=LIPSS textures, Graphene Oxide, Graphene, Tribology}

Outubro 28, 2020, 14:30

Orientação

ORIENTADOR

Maria Amélia Martins de Almeida

Departamento de Engenharia Química (DEQ)

Professor Associado