Sisteme disperse folosite ca lichide active de racire si ungere

Sisteme disperse folosite ca lichide active de racire si ungere

In timpul procesului de aschiere rezulta cantitati mari de caldura care actioneaza defavorabil si asupra semifabricatului supus prelucrarii.  Pentru diminuarea acestor actiuni se folosesc lichide active de racire si ungere. Rolul acestora este complex. Astfel ele produc racirea, ungerea, protejarea suprafetei prelucrate a piesei si a sculei contra coroziunii, precum si o micsorare a efortului de aschiere datorita reducerii curgerii plastice a metalului in zona stratului superficial in care a avut loc absorbtia substantelor tensioactive, acestea patrunzind ca o pana in microfisurile foarte fine care se formeaza in zona de aschiere sub presiunea sculei. Lichidele de racire si ungere cunoscute si sub denumirea de lichide de taiere (lichide de aschiere) tr ebuie sa aiba in general urmatoarele caracteristici:

caldura specifica cat mai mare;

conductivitate termica si capacitate de ungere buna;

sa nu atace stratul de vopsea al masinii unelte, sa nu contina substante daunatoare sanatatii au miros neplacut;

sa se conserve in timp si sa nu fie inflamabil.

Ele sunt sisteme disperse omogene (solutii de electroliti) sau eterogene (solutii coloidale).

Principalele grupe de lichide de racire si ungere:

Solutiile de electroliti, de ex. Na₂CO₃, Na₃PO₄, K₂Cr₂O₇, Na₂SiO₃, sunt si inhibitori de coroziune, reprezentand in lichidul de taiere adausuri de protectie sau de pasivare, care formeaza o pelicula de oxid pe suprafata metalului.

Substantele tensioactive, de ex. Sapunurile de K sau Na, acidul oleic confera lichidului de taiere proprietati de ungere asemanator cu ale uleiurilor sau a emulsiilor.

Sisteme disperse folosite ca lichide pentru transmiterea hidraulica a puterii

In ultimul timp transmiterea hidraulica a puterii prin medii hidraulice s-a extins in cele mai variate domenii de aplicatie din industria siderurgica, a constructiilor de masini, transporturilor, constructiilor aviatice.

In general, un fluid hidraulic trebuie sa indeplineasca urmatoarele cerinte:

proprietati lubrifiante superioare;

punct de congelare scazut;

stabilitate fizica si chimica in timpul folosirii;

proprietati anticorozive;

sa nu deterioreze prin inmuiere, umflare, fisurare sau modificarea proprietatilor de elasticitate a garniturilor de etansare din cauciuc;

sa permita separarea rapida a apei si aerului sau gazelor, contaminantii principali care patrund inevitabil in masa fluidului hidraulic.

In practica industriala se utilizeaza urmatoarele categorii de fluide:

uleiuri hidraulice pe baza de uleiuri minerale;

emulsii de tipul apa - ulei;

solutii apa – glicol;

esteri fosforici sau clorofosforici.

Lichidele hidraulice pentru circuite de franare si ambreiaje au drept component de baza ueli de ricin, glicerina, uleiuri minerale si cinetice, glicoli.

Sunt solutii de ulei de ricin in alcool etilic sau in alcool butilic, alcoolul avand rolul de micsorare a viscozitatii si de coborare a punctului de congelare a amestecului.

Amestecurile utilizate mai frecvent sunt:

ulei  de ricin 53%, alcool etilic 47% in volume,

ulei  de ricin 40%, alcool butilic 60% in greutate.

In ambele cazuri se adauga mici cantitati de aditivi antioxidanti si anticorozivi.

Lichide magnetice

Dispersarea coloidala a unor particule solide, magnetice in diferite lichide conduce la obtinerea unei categorii de sisteme disperse numite lichide magnetice (ferofluide). Ca mediu de dispersie se pot folosi: apa, glicerina, siliconul etc., iar ca faza dispersa solida cel mai adesea se foloseste magnetita.

Aceste sisteme pe langa proprietatile generale ale lichidelor manifesta  si puternice proprietati magnetice in prezenta unui camp magnetic, revenind insa la starea de magnetizare odata cu incetarea actiunii campului.

Structura si compozitie

Datorita faptului ca particulele din faza dispersa sunt magnetice apare o atractie intre ele care trebuie invinsa prin impiedicarea aglomerarii respectiv sedimentarii particulelor. De asemenea si fortele de atractie van der Waals a caror energie devine foarte mare cand particulele sunt aproape in contact, diminueaza stabilitatea acestui sistem. In acest caz, aglomerarea particulelor se poate evita prin mentinerea permanenta a unui spatiu intre particule, lucru posibil prin acoperirea fiecarei particule cu un invelis elastic care actioneaza ca un agent protector de dispersie. Agentul de stabilizare se prezinta ca un strat monomolecular adsorbit pe suprafata particulei. Cand 2 particule se apropie una de alta are loc comprimarea invelisului care provoaca o respingere elastica impiedicand aglomerarea si sedimentarea. Ca agenti stabilizanti se folosesc substante polare superficial active, ca de ex. : acid oleic, acid stearic, alcooli alifatici superiori.

Proprietati

Caracteristicile hidrodinamice ale lichidelor magnetice sunt date in primul rand de mediul de dispersie, cu diverse densitati si vascozitati, precum si de stabilizatorul utilizat, natura particulelor magnetice neavand o importanta prea mare. Cand lichidele magnetice sunt introduse intr-un camp magnetic, caracteristicile hidrodinamine depind in mod considerabil de campul magnetic aplicat. Datorita acestui fapt s-au observat o serie de fenomene mai putin obisnuite, precum:

o cantitate de lichid magnetic poate fi suspendata in spatiu sub actiunea unui camp magnetic;

un magnet permanent poate fi autosuspendat intr-un lichid magnetic;

greutatea specifica aparenta a corpurilor suspendate in lichide magnetice este variabila, depinzand de intensitatea campului si de magnetizarea lichidului;

posibilitatea de deplasare a lichidului prin mijloace termice si magnetice fara a folosi dispozitive mecanice cu elemente mobile;

rotirea unui lichid magnetic de catre un camp magnetic rotitor.

Utilizari ale lichidelor magnetice

Cele mai multe aplicatii ale lichidelor magnetice se refera la posibilitatea de pozitionare si control a acestora cu ajutorul unui camp magnetic de o anumita configuratie spatiala. Astfel folosirea lichidelor magnetice ca lubrifianti sau lichide de amortizare, magnetii permanenti sau electromagnetii le pot aduce si mentine in punctele de stricta necesitate. Cand se lucreaza sub vacuum sau sub presiune, apare problema etansarii axelor de rotatie care trec prin peretii incintelor.

Cu ajutorul lichidelor magnetice se pot construi dispozitive de etansare rotitoare. Lichidele magnetice pot fi folosite si la imprimari grafice sau ca substante carburante in motoarele navelor spatiale unde in conditii de imponderabilitate sunt de neinlocuit.