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Blucher Proceedings

V Encontro Científico de Física Aplicada

Atrito de Si3N4 contra Al2O3 em Água. Análise da
Rugosidade e Concentração de Si no Tribofilme
Andrade, P. J. S.1; Strey, N. F.1; Balarini Jr., R.1; Scandian, C.1
1 Engenharia Mecânica, UFES, Vitória, ES, Brasil

Resumo
O atrito do par cerâmico Si3N4-Al2O3 lubrificado com água foi investigado visando atingir o regime de ultra baixo coeficiente de atrito (UBCA), µ < 0,01. Ensaios tribológicos foram realizados na configuração esfera de Si3N4 contra disco de Al2O3, sob carga de 25,6 N, velocidade 1 m/s, raio da circunferência da pista de desgaste de 17 mm e lubrificado com água deionizada. O valor de µ em estado estacionário atingiu 0,004.
Análises de topografia superficial, imagens via MEV e análise química via EDS das superfícies desgastadas foram realizadas a fim de explicar os mecanismos que levam a um atrito tão baixo.
Superfícies de desgaste extremamente lisas foram obtidas como resultado de um polimento triboquímico e um tribofilme rico em silício foi formado na superfície de desgaste dos discos de Al2O3. Acredita-se que ambos os fenômenos são condicionantes para o estabelecimento do regime de UBCA no deslizamento do par cerâmico Si3N4-Al2O3 lubrificado com água.
Keywords (Palavras chaves): Al2O3, Si3N4, lubrificação com água, ultra baixo coeficiente de atrito. deionizada foi utilizada como lubrificante.

1. Introdução
Desde que foram relatados coeficientes de atrito (µ) de

Tabela 1. Propriedades dos Materiais

Propriedades
HV1 (GPa)
KIC (MPa.m1/2)
Densidade (g/cm³)

0,002 em ensaios de deslizamento do par Si 3N4-Si3N4 lubrificados com água [1], o comportamento tribológico desses materiais tem sido estudado. O UBCA tem sido

Si3N4
13,9
7,3
3,2

Al2O3
15,2
4,3
3,9

observado entre cerâmicos à base de silício [1,2] e mais

Dois ensaios foram realizados à temperatura de 24 °C,

recentemente entre o par Si3N4-Al2O3 [3], quando

velocidade de deslizamento de 1 m/s, esfera posicionada

deslizando em