减少金属、高级合金和陶瓷磨损的新化合物

当时,机械与生物医学工程教授迈克尔·弗瑞(Michael Furey)在华盛顿大学弗吉尼亚理工大学1981年,在欧洲的一次会议上,他们遇到了切斯瓦夫·卡伊达斯(Czeslaw Kajdas),之后又与波兰的拉多姆技术大学(Radom Technical University)合作。他们最终合作的结果是在表面化学和减少金属、高级合金和陶瓷磨损的几十种化合物方面的基本发现。这些添加剂包括用于燃料的无灰抗磨添加剂,如柴油、喷气和两循环汽油燃料;汽车和工业用润滑油;以及各种各样的应用,其中环境问题是很重要的。

在第231届美国化学学会3月26日至30日在亚特兰大召开的会议上,Furey将讨论分子设计的新概念,以创造能够减少液相和气相磨损的添加剂和化合物。

由Furey和Kajdas开发的摩擦聚合是指在摩擦表面连续形成薄薄的聚合物膜,以减少磨损和表面损伤。电影是自我补充的。特殊选择的小分子(单体)吸附在表面。在滑动接触的作用下,会形成薄薄的防护聚合物膜。

“富瑞”在30多年前首次展示了这一概念。在1981年的会议上,Kajdas表达了对Furey的表面聚合概念的兴趣。“对于缩合型单体,我认为摩擦产生的高表面温度可以引发聚合。Kajdas对另一类单体——加成型——感兴趣,他认为低能电子的发射可以引发表面聚合。“这些并不是相互竞争的理论,只是我们对于两类单体最重要的概念。”

1981年,波兰的军事镇压封锁了这个国家,使合作陷入僵局。但1986年,在卡伊达斯搬到华沙理工大学(Warsaw University of Technology)普洛克化学研究所(Institute of Chemistry)后,他来到弗吉尼亚理工大学(Virginia Tech)担任客座教授,然后每年夏天都回来。卡伊达斯的博士生罗曼·凯宾斯基(Roman Kempinski)也以富布赖特学者的身份来到弗吉尼亚理工大学。这个国际团队的第一项研究得到了美国能源部能源相关发明计划的资助,随后又得到了国家科学基金会(NSF)的资助。欧洲杯线上买球

“作为这项研究的结果,我们对摩擦聚合的基本过程有了更好的理解,包括摩擦表面发出的低能电子的作用,”Furey说。“在国家科学基金会的资助下,我们能够设计、建造和使用一个先进的系统来测量这些粒子(Gus Molina的博士论文)。”欧洲杯猜球平台

另一个结果是,在液体和气相应用中,几种有效的添加剂可以减少金属、合金和陶瓷的磨损。这些无灰化合物的用途非常广泛。一个例子是小型引擎的极简预处理。在工厂里给发动机加油测试,即使事后大部分油都被抽走了,也要花费数千美元。Furey和Kajdas开发了一种润滑剂,用5克润滑油代替500克润滑油。它还节省了加油和排空发动机的时间。

“分子设计是一种强大的方法,它不依赖于通常的反复试验,”Furey说。

Furey和Kajdas的合作已经在12个国家的科学会议上发表了许多论文,发表了许多博士学位论文和硕士学位论文,获得了6项专利,Tribochem国际有限公司在弗吉尼亚州布莱克斯堡和波兰开展业务。Tribochem、波兰拉多姆Terotechnology研究所和华沙石油中心实验室最近同意合作,将这些发现和知识转化为实际和工业应用。

Furey将于3月29日星期三下午4:30在CNN中心的Sycamore会议室的OMNI摩擦学研讨会上发表关于摩擦化学和摩擦聚合的论文(col462)。合著者有Kajdas, Kempinski;佐治亚南方大学技术学院的Gustavo J. Molina和弗吉尼亚理工大学机械工程副教授Brian Vick。Kajdas从大学退休,现在与石油中心实验室合作。凯宾斯基现在是华沙理工大学化学研究所的教授。

http://www.vt.edu

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