tribokjemiske

Tribokjemi, eller tribokjemisk reaksjon, er studiet av kjemiske reaksjoner som oppstår når mekanisk energi fra friksjon, sliping og slag inngår mellom grenseflater i kontakt. Slike reaksjoner skjer ofte i kontaktpunkter mellom asperiteter og under forhold preget av høy lokal temperatur og trykk, og kan foregå i nærvær av smøremidler og oksygen. Formålet i tribokjemi er å forstå hvordan kjemiske forandringer påvirker slitasje, overflateegenskaper og energitap.

Reaksjonsmekanismer i tribokjemi påvirkes av flere faktorer, inkludert materialpar, last, hastighet, temperatur og luftfuktighet, samt sammensetningen av smøremiddel og eventuelle tilsetningsstoffer. Energi tilført av mekanisk arbeid fører til brudd av bindinger, dannelse av defekter og lokal oppvarming, som igjen kan utløse oksidasjon, sulfidering, karburisering og polymerisering av molekyler. Resultatet er ofte dannelse av tynne, duktil eller hardførte grensefilmer som beskytter mot direkte metallkontakt, men under visse forhold kan filmer være svake og øke slitasjen.

Vanlige fenomener inkluderer dannelse av metalliske eller metalloksidbaserte filmer, proteksjon av overflater gjennom fosfat- eller sulfidskyer og dannelse av transformerte overflatefilmer fra smøremidler og tilsetningsstoffer. Eksempler i praksis er tribokjemiske reaksjoner av ZDDP-tilsetningsstoffer som danner metallfosfer- og sulfidsfilmer, og bruk av faste eller flytende friksjonsreduserende lag som MoS2 eller grafitt i spesielle forhold.

Forskning i tribokjemi har som mål å forbedre smøreoljer og belegg, redusere energitap og slitasje, samt forutsi levetiden til komponenter. Analysemetoder inkluderer XPS, Raman, FTIR, AES og in-situ tribometerstudier for å koble kjemiske endringer til mekaniske egenskaper.