Nuovi lubrificanti

I lubrificanti sono un componente fondamentale dei sistemi meccanici perché hanno lo scopo di ridurre le frizioni che si creano fra le parti in movimento.
Le conseguenti reazioni chimico-fisiche rischiano infatti di alterare la natura stessa sia delle parti meccaniche che delle sostanze lubrificanti. Ad esempio, le pressioni in gioco possono raggiungere valori altissimi (anche di GPa) e - se applicate a materiali isolanti - generano campi elettrici molto intensi che sono in grado addirittura di innescare localmente un plasma. Tra le tecniche di caratterizzazione chimica, la spettro-microscopia in fotoemissione è una tra quelle che possono maggiormente contribuire alla comprensione di fenomeni come questi attraverso un'analisi accurata a livello microscopico.

Nello studio condotto presso Elettra, sono stati analizzati diversi tipi di campioni acciaiosi sottoposti ad azioni meccaniche in presenza di lubrificanti con diverse formulazioni. L'utilizzo di un microscopio in fotoemissione ha consentito di caratterizzare le zone dei campioni sottoposte alle frizioni sia dal punto di vista morfologico che da quello chimico. In particolare, nel caso dell'utilizzo di lubrificanti contenenti zolfo, si è potuta verificare la decomposizione del lubrificante e la presenza di residui in corrispondenza di zone ben precise del campione stesso. E' stato anche possibile rilevare i cambiamenti chimici occorsi sulla lega acciaiosa con una ridistribuzione spaziale degli elementi e delle fasi cristallografiche.
Lo sviluppo delle tecniche di indagine legato ai nanomateriali ed alla loro caratterizzazione consente oggi di affrontare il problema della frizione con un approccio nuovo, cercando di capirne i meccanismi fondamentali e, attraverso questi, prevedere il comportamento dei sistemi meccanici a livello macroscopico.

Facility: Beamline ESCA Microscopy.