Mecanisme d'action des sulfonates de calcium hyperbasiques en regime de lubrification limite

par Suzanne Giasson

Thèse de doctorat en Sciences appliquées. Chimie. Physique

Sous la direction de Jean-Marie Georges.

Soutenue en 1992

à Paris 6 .

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  • Résumé

    Le mecanisme de formation du film limite obtenu a partir des sulfonates de calcium hyperbasiques, a ete etudie. Dans un premier temps, une etude physico-chimique des sulfonates de calcium hyperbasiques a ete realisee. La structure, la taille et la polydispersite des micelles que forment cet additif dans l'huile ainsi que la nature des interactions existant entre elles ont ete etudiees principalement a l'aide de la spectroscopie de diffusion des rayons x aux petits angles (saxs). Certains parametres: la pression, la temperature, la presence d'eau, susceptibles d'influencer la structure micellaire en frottement, ont egalement ete etudies. Dans un deuxieme temps, la formation du film limite obtenu a partir d'essais realises sur un tribometre alternatif a ete etudiee a l'aide de la spectroscopie infrarouge par modulation de polarisation (pm arras), de la microscopie electronique a balayage (meb) et de la microscopie a force atomique (afm). L'additif etudie forme dans l'huile des micelles constituees d'un cur de carbonate de calcium amorphe dont le rayon moyen est 2,0 nm, entoure de chaines de sulfonate dont la longueur, comprise entre 0,9 et 2,2 nm, depend de la concentration en additif. En regime concentre, les micelles sont soumises a des repulsions steriques causees par l'encombrement des chaines de sulfonate alors qu'en regime dilue, des forces attractives de l'ordre de 1 kt sont ressenties entre les micelles et les maintiennent agregees. En presence d'eau, cette energie d'interaction est augmentee d'un facteur 10. Lorsque l'additif est soumis aux contraintes du frottement, sa structure micellaire est detruite. La formation du film limite depend de l'adsorption du carbonate de calcium a la surface et de l'expulsion des chaines de sulfonate occasionnee essentiellement par le cisaillement. Le film se forme des les premieres secondes de frottement et sa croissance s'opere par l'agglomeration et la cristallisation des curs de carbonate denudes de leur couche de sulfonate adsorbee. Le film couvre partiellement la surface de frottement et son epaisseur augmente tout au cours de la premiere heure de frottement pour atteindre, a certains endroits, jusqu'a 1 m. La cristallisation s'effectue principalement sur les parties proeminentes du film pour former des cristaux de calcite dont la taille tres variable, est comprise entre quelques dizaines et quelques centaines de nanometres. En presence d'eau, la cinetique de formation du film est ralentie et la cristallisation n'est que partielle


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Informations

  • Détails : 171 P.
  • Annexes : 69 REF.

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  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1992
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