بررسی امکان استفاده از مواد لیگنوسلولزی در ساخت لنت ترمز اتومبیل و اثر نانو آلومینا بر ویژگی‏‏های آن

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 کارشناس ارشد صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 استادیار گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

3 استاد گروه علوم و صنایع چوب و کاغذ، دانشکدة منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

4 کارشناس بخش تحقیقات شرکت ساپکو (طراحی مهندسی و تأمین قطعات ایران خودرو)، تهران، ایران

چکیده

در این پژوهش امکان استفاده از الیاف مواد لیگنوسلولزی در ساخت لنت ترمز و اثر اکسید آلومینیوم (آلومینا) بر ویژگی‏های آن بررسی شد. عوامل متغیر این بررسی شامل نوع مادة لیگنوسلولزی (کنف، باگاس، و پوستة شالی) و ابعاد آلومینا (نانو و میکرون) بود. پس از ساخت نمونه‏های لنت ترمز دیسکی و انجام آزمون‏ها مطابق استانداردهای مربوطه، نتایج حاصل تحلیل و بررسی شدند. نتایج نشان داد که بهترین مقاومت برشی در دمای محیط، مربوط به نمونه‏های ساخته‌شده از کنف و نانو آلومینا بود و بیشترین مقاومت برشی پس از حرارت‌دادن در دمای 300 درجة سلسیوس، مربوط به لنت ترمز ساخته‌شده از پوستة شالی و میکرو آلومینا بود. کمترین انبساط حرارتی در نمونه‏های ساخته‌شده از پوستة شالی و نانو آلومینا مشاهده شد. همچنین بیشترین ضریب اصطکاک مربوط به لنت‏هایی بود که در ترکیب آن‌‏ها از الیاف باگاس و نانو آلومینا استفاده شده بود و کمترین نرخ سایش مربوط به لنت ترمزهای ساخته‌شده از پوستة شالی و میکرو آلومینا بود. مقایسة نتایج با استاندارد نشان داد که با استفاده از الیاف لیگنوسلولزی می‏توان به مقاومت برشی و انبساط حرارتی ویژگی‏های سایشی مطلوب در لنت ترمز دست یافت و بنابراین استفاده از این مواد در ساخت لنت ترمز ممکن است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigation of Possibility of Using Lignocellulosic Materials and Nano Alominum Oxide in Manufacture of Brake Lining

نویسندگان [English]

  • Aida Moezzipour 1
  • Mohamad Layeghi 2
  • Ghanbar Ebrahimi 3
  • Babak Akbari 4
1 MSc., Department of Wood and Paper Science and technology, Karaj Branch, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Assistant Professor, Department of Wood and Paper Science and technology, Karaj Branch, University of Tehran, Karaj, Iran
3 Professor, Department of Wood and Paper Science and technology, Karaj Branch, University of Tehran, Karaj, Iran
4 Research Expert, Sapco Company. Tehran, Iran
چکیده [English]

In the present study, development of new asbestos-free brake pad using lingo-cellulosic fibers and nano aluminum oxide particles was investigated. Variable factors were the type of lignocellulosic materials (Jute, bagass and rice husk) and the size of aluminum particles (nano and micron). These newly formulated brake pads have been tested under the grey cast iron disc. Friction coefficient and wear rate and thermal expansion were examined. Results showed that brake pads made from jute fibers and nano alumina  have the best shear strength properties and the highest shear strength was obtained by using of rice husk and micro alumina. Also the best friction coefficient was about the manufactured linings by bagass fhbers and nano alumina and the lowest wear rate was observed in the linings made of rice husk and micro alumina. Results showed that brake pads made from Lignocellulosic fibers have desirable properties in comparison with standard values. Therefore using of this material in manufacture of brake lining is possible and properties of the linings made of nanoaumina were improved.

کلیدواژه‌ها [English]

  • brake pad
  • lignocellulosic fibers
  • nano and micro aluminum oxide (alumina)
  • shear strength
  • thermal expansion
  • tribological properties
[1]. Blau, P. (2001). Composition, functions and testing of friction brake materials and their additives. Journal of Oak Ridge National Laboratry, 64: 1-23.

[2]. Filip, P., Weiss, Z., and Rafaja, D. ( 2002). On friction layer formation in polymer matrix composite materials for brake applications. Journal of Wear, 252: 189-198.

[3]. Institute of Standard and Industrial Research of Iran. Number of 586, 3101, 2795.

[4]. Scholosser, T., and Folster, T. (1995). Automobile construction and echology. Journal of Kunststoffe plast Europe, 85 (3): 1-10.

[5]. Eriksson, M., and Jacobson, S. (2000). Tribological surfaces of organic brake pads. Journal of Tribology international, 33: 817-827.

[6]. Satapaty, B. K., and Bijwe, J. ( 2004). Performance of friction material of organic fibers. Journal of WEAR, 257: 573-584.

[7]. Juang, K. K., Kim, S. J., Basch, R. H., and Fash, J. W. (2004). The effect of metal fibers on the friction performance of automotive brake friction materials. Journal of Wear, 256 (4):406-414.

[8]. Boz, M., Kurt, A., and  Maruo, K. (2007). The effect of AL2O3 on the friction performance of automotive brake friction materials. Journal of Tribology International, 40(7): 1161-1169.

[9]. Alma, M. H., and Basturk, M. A.  (2005). Preparation and characterization of brake lining from modified tannin – phenol formaldehyde resin and asbestos free fillers. Journal of Material Science, 40(11): 3003-3005.

[10]. Mutlu, I. (2009). Investigation of tribological properties of brake pad by using rice straw and rice husk dust. Journal of Applied Science, 9 (2): 377-381.

[11]. Aigbodion, V. S., Hassan, S. B., Nyior, G. B., and Ause, T. ( 2010).  Effect of bagasse ash reinforcement on wear behaviour of Al-Cu-Mg/bagasse ash particulate composites. Journal of Acta Metallurgica Sinica, 23 (1):12-18.

[12]. Chin, C. W., and Yousif. B. F. (2008). Adhesive and friction behaviour of polymeric composites based on kenaf fiber. Journal of International Conference on Advanced Tribology. Singapore.

[13]. Roubichek, V., Raclavska, H., Juchelkova, D., and Filip, P. (2008). Wear and environmental aspects of composite materials for automotive braking industry. Journal of Wear, 265 (2):167-175.

[14]. Bhimaraj, P., Briss, D. L., Action, J., Sawyer, W. J.,  Tony, C. G., Siegel, R. W., and Schadler,  L. S. (2005). Effect of matrix morfology on the wear and friction behavior of alumina nanoparticle/poly (ethylene) terefthalate composites. Journal of Wear, 258 (9):1437-1443.

[15]. Rowell, R. M., and Stout, H. P. (1998). Jute and kenaf .In: Hand book of Fiber chemistry: 466-504.

[16]. Hamsi, A. H., and Pirooz, M. M. (2006). Investigation of chemical and anatomical properties of Kolza. Journal of Agricultural Science, 3: 647-657.

[17]. Saw, S. K., and Datta, C. (2009). Thermomechanical properties of Jute/Bagasse hybrid fibre reinforced epoxy thermoset composites.Journal of Bioresources, 4(4): 1455-1476.

[18]. Bharadwaj, A., Wang, Y., Sridhar, S., and Arunachalam, V. S. ( 2004). Pyrolysis of rice husk. Journal of Current Science, 87: 981-985.

[19]. Shi. G., Zhang, M. Q., and Rong, M. Z. (2004). Sliding behaviour of epoxy containing pretreatments. Wear, 256: 1072-1081.

[20]. Jing, X. S., Xaio, F. S., Sun, R. S., Fowler., P and Barid, M. S. (2003). Inhomogeneities in chemical structure of sugar cane bagasse lignin .Agricultural and Food Chemistry, 51: 6719-6725.

[21]. Bagheri. S. (2003). Investigation of behavior of five various fibers in the composition of brake lining. M. S. thesis. University of Science and Industry. 85 pp.