Jacques P. Tardif

Dirección técnica

NEAR ZERO-QUANTUM FRICTION  

Combinar varios materiales no miscibles entre sí para obtener un resultado con unas propiedades que los componentes en sí mismo no tienen, es realizar un composite.

Los materiales composites existen desde hace muchos años. Hormigón armado en 1848, fibra de vidrio y poliéster líquido en 1950.

Actualmente son más conocidos cuando se realizan con matrices de epóxidos, poliésteres o poliuretanos, pero también existen con matrices metálicas. El grupo SAFRAN con sus 16 000 patentes (a razón de 450 al año), ha registrado una patente de invención que utiliza fósforo, níquel y talco (conocido desde la Antigüedad) para la tornillería aeronáutica y otra para un revestimiento Ni-Ag-MoS2, resistente al hidrógeno líquido a -253°C.

Aunque en la mecánica de fluidos en primer lugar se buscan coeficientes de resistencia al agua o al aire lo más bajos posible, en tribología los formuladores buscan lubricantes con coeficientes de fricción lo más cercanos posible a 0, independientemente de los sustratos en presencia, las velocidades, las cargas, las temperaturas o los ambientes.

Los lubricantes sólidos intervienen, pero individualmente ninguno de ellos posee las prestaciones necesarias para dar respuesta a todos los supuestos. La estructura, la adsorción (su afinidad con las superficies), las propiedades físico-químicas desempeñan un papel esencial pero no determinante.

Algunos ejemplos:

Nitruro de boro

Policristalino y cúbico (CBN). Junto con el diamante, se conoce como super-abrasivo en la fabricación de moldes para la rectificación.

De forma hexagonal (Hex.BN), es un lubricante sólido. Posee un coeficiente de fricción estática o cinética medio, a partir de 0,4.

En ambos casos el Nitruro de Boro tiene una muy buena resistencia a la temperatura; 900°C en ambientes oxidantes, 1 200°C en ambientes neutros.

Mos²

Al tener una afinidad destacable para los metales, ha registrado un impulso fulgurante en los años 1960. De forma laminar, un coeficiente de fricción inicial de 0,04, 10 veces inferior al Hex.NB, una resistencia a la temperatura de -180°C a +450°C al aire, se degrada en presencia de cloro, bases u oxidantes, y puede corroer las superficies.

PTFE

Tiene un coeficiente de fricción medio de 0,2, una inercia química excepcional, pero su resistencia a las temperaturas elevadas es escasa. A partir de 260°C desprende fluoruro de hidrógeno, lo que limita su uso a temperaturas medias.

Recordemos, el grafito tiene un coef inicial de 0,1, el fluoruro de grafito (Cfxn) de 0,01 y el bisulfuro de tungsteno (WS2) de 0,03.

La disminución del coeficiente de fricción, del desgaste y de la energía son objeto de búsquedas de permanentes.

Nuevos lubricantes sólidos tales como los fulerenos C60, C540, los NDP, el Grafeno nano scroll o DLC (Diamond Like Carbon con un COF de 0,001), son objeto de importantes investigaciones de aplicaciones, en los ámbitos HI-TECH.

El maratón SHELL posee el récord de 1 017 km para 1L de equivalente de carburante; la disminución de su coeficiente de fricción es un eslabón. Esta iniciativa siempre ha estimulado y sigue estimulando la investigación, por lo tanto hay que felicitar a los numerosos profesores y estudiantes que participan en la misma. Los oscurantistas dirán que estos avances no son comercializables, pero hay que recordar que las innumerables invenciones de Eric TABARLY, a quien rindo homenaje, compartiendo la pasión por el mar, actualmente forman parte de nuestra actividad diaria.

Montaje desmontaje de tornillos sometidos a impactos importantes repetidos y a fenómenos vibratorios críticos

Lubrificación de larga duración de cierres de moldes calientes y de bisagras de hornos

CERAM 900 posee una resistencia muy elevada a los calores extremos limitada al punto de ductilidad (maleabilidad) de los metales, incluido el acero inoxidable

Torre Taipei 101, 509,2 m

Montaje de placas de sujeción de mazos de cables (microcontactos hertzianos) de suspensión del amortiguador armónico (bola de 660 toneladas) que permite absorber y reducir los movimientos de la torre de 30 a 40% en caso de tifones o terremotos.