Caratterizzazione tribologica di lubrificanti additivati con solfuri di molibdeno e tungsteno nanostrutturati in formato fullerenico e lamellare

Nella lubrificazione limite (boundary lubrication) le superfici dei solidi sono separate, almeno per parte della loro estensione, da pochi strati molecolari di lubrificante, costituenti una pellicola estremamente sottile che rimane ancorata a ciascuna superficie grazie ad un complesso di fenomeni chimico-fisici quali l'adsorbimento, le proprietà polari della molecola, la tensione superficiale. La riduzione dell'attrito rispetto all'accoppiamento in contatto diretto deriva dal fatto che lo scorrimento non avviene in corrispondenza delle superfici solide in cui i legami molecolari sono intensi, ma all'interno del sottile strato di olio lubrificante, ove le azioni molecolari sono minime. Lo spessore del film lubrificante non è tale da garantire la completa separazione delle irregolarità superficiali delle pareti, che, in molti punti, vengono in contatto diretto con conseguenti fenomeni d'usura. In effetti l'olio lubrificante ha la funzione principale di ridurre le dimensioni delle microgiunzioni, riducendo l'attrito e la velocità d'usura dei componenti accoppiati. In condizioni di lubrificazione limite, le caratteristiche di attrito tra le due superfici dei componenti accoppiati dipendono:
- dalla geometria della coppia lubrificata
- dai dei materiali dell'accoppiamento
- dalle proprietà del lubrificante
Per quanto concerne la geometria, la coppia lubrificata deve essere dimensionata in maniera tale da rendere modesti i carichi specifici in modo tale da contenere l'effetto di espulsione laterale dell'olio lubrificante per effetto dello schiacciamento.
La viscosità del lubrificante, che in genere deve essere maggiore quanto maggiore è il carico e minore la velocità, non rappresenta l'elemento di maggiore peso nella scelta del lubrificante stesso, in quanto la riduzione dell'attrito e dell'usura dipendono soprattutto dal cosiddetto potere lubrificante, ovvero dalla capacità dell'olio di formare un velo altamente aderente alle superfici metalliche [13]. Gli oli minerali sono costituiti essenzialmente da molecole non polari che vengono debolmente adsorbite dalle superfici metalliche; inoltre possono lavorare a modeste temperature di esercizio (25 – 30 °C). Il potere lubrificante aumenta sensibilmente con l'aggiunta di opportuni additivi quali i miglioratori dell'untuosità, gli antiusura e gli additivi per le estreme pressioni che, inoltre, elevano la soglia di temperatura (temperatura di transizione) alla quale si ha la lacerazione del film lubrificante con il conseguente rapido incremento del coefficiente d'attrito [16]. Per questo meccanismo di lubrificazione grande importanza assumono la rugosità, la bagnabilità nei confronti del lubrificante e le caratteristiche degli strati di ossido e di lubrificante adsorbito presenti sulle due superfici accoppiate in quanto da questi strati dipende la sottile pellicola lungo cui avviene il contatto.