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Interaction of MoDTC additive on TiO2 APS coating under mixed/ boundary lubrication conditions : A tribocatalytic process
No full textDe nos jours, afin de réduire le frottement et l'usure dans les moteurs thermiques et par voie de conséquence les émissions polluantes ainsi que la consommation énergétique, des revêtements APS (Atmospheric Plasma Spray) sont appliqués sur les chemises des cylindres. Le MoDTC (Di-ThioCarbamate de Molybdène), est un additif organométallique largement utilisé dans la lubrification automobile pour réduire le frottement grâce à la formation sur les surfaces frottantes de feuillets de MoS2. Ce travail de thèse porte sur l’étude de la réaction tribochimique du MoDTC avec le revêtement TiO2 APS dans des conditions de lubrification mixte / limite. Des poudres de TiO2 de taille micrométrique ont été utilisées pour obtenir un revêtement APS de TiO2 de 70 µm d'épaisseur. Différents tribomètres ont été utilisés pour effectuer des essais de frottement en présence d’une huile de base contenant du MoDTC. Les résultats obtenus pour un contact acier / TiO2 APS lubrifié avec du MoDTC présente une réduction significative du frottement par rapport au contact acier / acier (contact de référence). Les analyses de surface montrent que le tribofilm formé sur le plan de TiO2 APS est composé de MoS2 et de MoO3 tandis qu’il est constitué d’oxysulfure de molybdène, de MoS2 et de MoO3 sur le plan de référence en acier. De plus, les résultats indiquent que des phases Magneli résistantes à l'usure sont formées sur la surface du plan de TiO2 réduisant ainsi l'usure du contact lorsque celui-ci est uniquement lubrifié avec l'huile de base. L'impact de divers paramètres tels que la rugosité, la température d'essai, la pression de contact, la concentration en MoDTC et le remplacement des billes en acier par des billes en céramique sur le comportement tribologique du TiO2 APS a également été étudié. Les résultats ont été comparés avec ceux obtenus dans les mêmes conditions avec un contact acier / acier de référence et révèlent que le coefficient de frottement est toujours plus faible dans le cas des contacts impliquant un revêtement de TiO2 APS. Des résultats similaires à ceux obtenus avec le TiO2 APS (en termes de comportement tribologique et de composition chimique du tribofilm) ont été obtenus avec des nanoparticules de TiO2 mélangées dans l’huile de base avec du MoDTC dans le cas d'un contact acier / acier de référence. Dans les deux cas, une décomposition complète de MoDTC conduisant à la formation de MoS2 a été observée. Un phénomène de tribocatalyse a été suggéré comme pouvant être le mécanisme responsable de la décomposition du MoDTC en présence de matériaux à base de TiO2 comme le revêtement TiO2 APS et les nanoparticules de TiO2.Nowadays to reduce friction and wear as well as gas emission and oil consumption of the passenger car engines, Atmospheric Plasma Spray (APS) coatings are used on cylinder liner. MoDTC (Molybdenum Di-Thiocarbamate), organometallic friction modifier has been previously used to reduce friction by formation of layered molybdenum disulphide flakes. This study focuses on tribochemical interaction of MoDTC with TiO2 APS coating under mixed / boundary lubrication conditions. Fused and crushed micron sized powders were used to obtain a 70 µm thick TiO2 coating. Various tribometers were used to carry out tribotests in presence of lubricant containing MoDTC. Steel / TiO2 APS contact showed significant friction reduction than steel / reference steel contact. It was shown that the tribofilm is composed of MoS2 and MoO3 on TiO2 APS flats while it is composed of Mo-oxysulphide, MoS2 and MoO3 on reference steel flats. It was shown that wear resistant Magneli phases are formed on the surface of TiO2 APS disc, decreasing wear when the contact was lubricated only with base oil. Impact of various parameters like roughness, test temperature, contact pressure, concentration of MoDTC and change of counterpart materials from steel balls to ceramic balls, on the tribological behavior of TiO2 APS was also studied. Results obtained were compared with contacts involving reference steel and it was confirmed that friction coefficient was always lower in case of contacts involving TiO2 APS coating. Similar tribological results and chemistry were obtained for TiO2 nanoparticles blended with MoDTC in case of steel / reference steel contact. Both the cases, TiO2 APS and TiO2 nanoparticles showed complete decomposition of MoDTC to form MoS2. Tribocatalysis was suggested as the mechanism responsible for complete decomposition of MoDTC in case of TiO2 based materials like TiO2 APS coating and TiO2 nanoparticle
Tribological behavior of Polymers Friction Modifier in steel/steel contact
No full textLes Polymères Modificateurs de Frottement (PFM) sont des alternatives intéressantes aux Modificateurs de Frottement (MF) conventionnels dans les lubrifiants moteurs comme les DiThioCarbamates de Molybdène (MoDTC) car ils sont plus pertinents pour répondre aux problèmes environnementaux actuels. Cette thèse s’est focalisée sur l’étude du comportement tribologique d’un PFM commercialisé, le Perfad 3050, qui a montré dans la littérature un véritable potentiel dans la réduction du frottement dans la plupart des contacts sévères. Le but visé dans ce travail est donc d’approfondir dans la connaissance des mécanismes de réduction de frottement par cette catégorie d’additif au sein d’un contact acier-acier. La stratégie expérimentale consiste à réaliser des tests de frottement macroscopiques dans deux conditions tribologiques : Roulement-Glissement et Glissement pur puis à caractériser les tribofilms formés à l’intérieur comme à l’extérieur des traces de frottement par AFM et par ToF-SIMS. Les résultats d’analyses montrent que le bas frottement par le Perfad 3050 passe par la formation d’une couche robuste adsorbée dans le contact qui dépend surtout de la température (100°C) et de la cinématique du frottement. En condition de Roulement-Glissement, la courbe de Stribeck forme un tribofilm épais en surface qui favorise le bas frottement. Alors qu’en Glissement pur, les couches formées sont très fines et pas très stables avec des niveaux de frottement dispersés. En effet, l’absence de la rotation de la bille en Glissement pur limite le réapprovisionnement de la trace de frottement en additifs. En outre, dans le cas des tribofilms épais, on note une structuration de la couche sous forme d’îlots pouvant provenir des débris d’usure formés à la superficie des tribofilms. Par ailleurs, les tests de frottement réalisés dans un banc d’essai moteur en milieu formulé montrent que le Perfad 3050 réduit également le frottement dans les zones de lubrification sévères du moteur.Polymer Friction Modifiers (PFMs) are good alternatives to conventional Friction Modifiers (FM) in engine lubricants like Molybdenum DiThioCarbamates (MoDTC) as they are more relevant to solving current's environmental issues. This thesis focused on the study of the tribological behavior of a marketed PFM, the Perfad 3050, which has shown in the literature a real potential for reducing friction in the most severe contacts. The aim of this work is therefore to deepen the knowledge of the friction reduction mechanisms by this category of additives within a steel-steel contact. The experimental strategy consists in carrying out macroscopic friction tests in two tribological conditions: Rolling-Sliding and Pure sliding followed by characterization of the tribofilms formed inside and outside the friction scars using AFM and ToF-SIMS technics. The analysis results show that the low friction of Perfad 3050 passes through the formation of a robust layer adsorbed in the contact which mainly depends on the temperature (100°C) and the kinematics of the friction. In rolling-sliding conditions, the Stribeck curve forms a thick tribofilm on the surface that leads to low friction. Whereas in pure sliding, the layers formed are very thin and unstable and the friction level is dipersed. Indeed, the absence of rotation of the ball in Pure Sliding limits the reloading of the friction scars in additives. Moreover, in the case of thick tribofilms, a structure of patches of additives is observed, which may come from wear formed on the surface of the tribofilms. In addition, friction tests carried out on an engine bench in a formulated environment show that Perfad 3050 also reduces friction in areas of severe engine lubrication
Comparaison du comportement tribologique des molécules de thiophosphates et de phosphates de zinc en tant qu'additifs anti-usure.
No full textGrâce à ses propriétés d antioxydant, d anti-usure et éventuellement d extrême pression le dithiophosphate de zinc (ZDDP) fait partie des additifs les plus utilisés dans les lubrifiants pour moteurs thermiques. De nos jours, dans un souci de respect de l environnement, de nouveaux lubrifiants possédant de bonnes performances en lubrification (frottement faible et usure limitée) sont développés en prenant compte des limitations d utilisations actuelles du ZDDP. L idée étant de réduire dans ceux-ci les teneurs en phosphore et soufre (Normes euros VI), éléments essentiels du ZDDP qui endommagent les pots catalytiques. L objectif de cette thèse est l étude du comportement tribologique du phosphate de zinc di alkyl (ZP) en comparaison avec le ZDDP. La méthodologie expérimentale étudiée pour comprendre le mécanisme d action de ces additifs, associe des essais de frottement à descaractérisations physico-chimiques des surfaces frottantes après essais.Cette comparaison a été effectuée en fonction de la température (25C et 100C), la vitesse de glissement (25, 50 et 100 mm/s) et la concentration en additif (200 et 600 ppm dephosphore). Les meilleures actions anti-usure sont obtenues avec le ZDDP pour une température de 100C et une vitesse de glissement de 100 mm/s et le ZP pour une température de 25C et une vitesse de glissement de 25 mm/s. Les analyses de surface XPS, AES, XANES et MET-EDX ont permis de mettre en évidence la présence d un film protecteur constitué principalement de phosphate de zinc, ceci pour les deux additifs.Une synergie de comportement tribologique a été mise en évidence avec un lubrifiantconstitué de ZP (usure faible) et d oléate d urée (frottement faible). Des essais complémentaires sur un tribomètre dynamique ont permis d étudier le niveau de frottement du tribofilm formé à partir du ZDDP. Le caractère visqueux du tribofilm de ZDDP a été mis en évidence.Thanks to its antioxidant, anti-wear and extreme pressure properties, zinc dialkyldithiophosphate (ZDDP) is nowadays the most used anti-wear additives in engine oil. Due to environmental protection concerns, new lubricants with good tribological performances (low friction and low wear) are developed. This research aims to evaluate the current limitations of ZDDP and to find alternative environmentally friendly solutions. Thus, the target is to reduce the quantity of phosphorus and sulphur in lubricants, two essential elements of ZDDP molecule that damage catalytic. The objective of this thesis is to study tribological behavior of zinc phosphate di alkyl (ZP) in comparison to ZDDP. The experimental method performed is the coupling of friction test with surface physico-chemical characterisation of rubbing surface after tests.This comparison carried out according to the temperature (25C and 100C), the sliding speed (25, 50, 100 mm/s) and additives concentrations (200 and 600 ppm). The best anti-wear efficiency is obtained with the ZDDP additive at 100C - 100 mm/s and with the ZP at 25C - 25 mm/s. For both additives and under these conditions, tribofilms are mainly made of zinc phosphate.A tribological synergy are obtained with a lubricant contained ZP (low wear) and oleyl urea (low friction). Complementary tests were made on a original dynamic tribometer for a better understanding of ZDDP tribofilm friction behavior. The viscous character of ZDDP tribofilm was obtained.LYON-Ecole Centrale (690812301) / SudocSudocFranceF
Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
Appropriate Similarity Measures for Author Cocitation Analysis
Full text linkWe provide a number of new insights into the methodological discussion about author cocitation analysis. We first argue that the use of the Pearson correlation for measuring the similarity between authors’ cocitation profiles is not very satisfactory. We then discuss what kind of similarity measures may be used as an alternative to the Pearson correlation. We consider three similarity measures in particular. One is the well-known cosine. The other two similarity measures have not been used before in the bibliometric literature. Finally, we show by means of an example that our findings have a high practical relevance.information science;Pearson correlation;cosine;similarity measure;author cocitation analysis
Study of galling phenomenon in a phosphate carbon steel interface with grease : application to OCTG field
No full textDans le domaine OCTG (Oil Country Tubular Goods), les colonnes servant à extraire le pétrole ou le gaz dans les puits sont constituées de tubes vissés les uns aux autres. La partie vissée, appelée la connexion est conçue de manière à supporter les contraintes mécaniques et garantir l’étanchéité de la colonne. Pour ce faire, la connexion comprend notamment une zone de contact sous haute pression appelée la portée. Des traitements de surface et graisses de vissage sont appliqués sur les surfaces pour les préserver. Néanmoins, dans certains cas, les conditions de glissement et de chargement à la portée occasionnent de l’usure et du grippage. Le grippage est une forme d’usure sévère qui modifie macroscopiquement la rugosité des surfaces. En connexion, son apparition peut entrainer des fuites. Ce travail de thèse porte sur la mise au point d’une démarche expérimentale permet d’analyser le scénario d’endommagement d’une interface dans des conditions représentatives de celles subies par la portée des connexions. Également, le comportement d’une interface acier carbone contre acier carbone avec traitement de phosphate manganèse et une graisse de vissage est étudié. Ce dernier se base sur le principe de la norme ASTM G196, deux échantillons cylindriques sont mis en contact section contre section. La procédure de test consiste à appliquer une charge normale et une rotation alternée sur l’un des échantillons. Lors de ces travaux de thèse, un critère de grippage simple et robuste a été mis au point pour détecter l’apparition du grippage dans l’interface. Ce critère se base sur le suivi quantitatif des fluctuations de la force de frottement, l’amplitude de ces fluctuations devenant plus grande avec l’apparition du grippage. Le scénario d’endommagement de l’interface phosphate manganèse – graisse a été étudié grâce au test de grippage dans le cas de deux graisses de vissage. La première est une graisse contenant, entre autres, des particules de plomb, la seconde est sans métaux lourds. Le scénario d’endommagement varie considérablement selon la graisse employée. Dans le cas de la graisse sans plomb, on observe la formation de tribofilms à partir des débris de phosphate manganèse et des additifs solides de la graisse. Après une phase de rodage assez longue, l’interface connait un équilibre entre destruction et reformation des tribofilms jusqu’à épuisement de la couche de phosphate manganèse. Dans le cas de la graisse au plomb, les tribofilms sont épais et se forment également à partir de débris de phosphate manganèse et des additifs solides de la graisse. Leur formation est rapide et la tenue de ces couches protectrices ne dépend ensuite pas de la présence de la couche de phosphate manganèse. L’impact de l’application de graisse fraîche périodique sur les surfaces a été étudié pour chaque graisse. Le protocole de regraissage a été calqué sur celui appliqué en connexion entre chaque dévissage et vissage. Dans le cas de la graisse au plomb, aucun impact n’a été observé. Dans le cas de la graisse sans plomb, l’application de graisse fraîche interfère dans la reformation des tribofilms en chassant du contact les particules d’usure et de graisse mélangée mécaniquement. Cela conduit à une consommation plus rapide de la couche de phosphate manganèse et donc une durée de vie moins grande. Une analyse paramétrique sur la configuration avec la graisse sans plomb a permis la formalisation de la durée de vie en fonction du produit de la pression de contact et de la vitesse de glissement pv. L’analyse paramétrique pourrait être approfondie, notamment par l’étude de la fréquence des regraissages, et élargie à la graisse au plomb et d’autres configurations de traitement de surface et/ou graisse.In the OCTG (Oil Country Tubular Goods) sector, the tubular goods used to extract oil or gas from wells are made up of tubes screwed together. The screwed part, known as the connection, is designed to withstand mechanical stresses and guarantee the column's tightness. To this end, the connection includes a high-pressure contact zone called the seal. Surface treatments and thread compounds are applied to the surfaces to preserve them. However, in some cases, sliding and loading conditions at the seal can lead to wear and galling. Galling is a severe form of wear that macroscopically modifies surface roughness. In connexions, it can lead to leakage. The aim of this thesis is to develop an experimental approach for analyzing the damage scenario of an interface under conditions representative of those experienced by the seal of connexions. It also investigates the behavior of a carbon steel/carbon steel interface treated with manganese phosphate and a grease by using the galling test. Based on the principle of ASTM G196 test, two cylindrical samples are brought into contact with ends mated. The test procedure consists in applying a normal load and alternating rotation to one of the samples. During this thesis work, a simple and robust galling criterion was developed to detect the onset of galling in the interface. This criterion is based on the quantitative monitoring of friction force fluctuations, the amplitude of which increases with the onset of galling. The damage scenario for the manganese phosphate - grease interface was investigated using the galling test for two different greases. The former is a grease containing, among other things, lead particles, while the latter is free of heavy metals. The damage scenario varies considerably depending on the grease used. In the case of lead-free grease, tribofilms are formed from manganese phosphate debris and solid grease additives. After a long running-in phase, the interface undergoes an equilibrium between tribofilm destruction and reformation, until the manganese phosphate layer is fully consumed. In the case of lead grease, tribofilms are thick and are formed from manganese phosphate debris and solid grease additives as well. They form rapidly, and the durability of these protective layers is not dependent on the presence of the manganese phosphate layer. The impact of periodic application of fresh grease on the surfaces was studied for each grease. The regreasing protocol was modelled on that applied in connection between each break-out and make-up. In the case of lead grease, no impact was observed. In the case of lead-free grease, the application of fresh grease interferes with tribofilm reformation by driving wear particles and mechanically mixed grease out of contact. This leads to faster consumption of the manganese phosphate layer, and consequently shorter lifetime. A parametric analysis of the lead-free grease configuration has enabled us to formalize lifetime as a function of the product of contact pressure and sliding velocity pv. The parametric analysis could be extended to lead grease and other surface treatment and/or grease configurations, in particular by studying relubrication frequency
Dispelling the Myths Behind First-author Citation Counts
Full text linkWe conducted a full-scale evaluative citation analysis study of scholars in the XML research field to explore just how different from each other author rankings resulting from different citation counting methods actually are, and to demonstrate the capability of emerging data and tools on the Web in supporting more realistic citation counting methods. Our results contest some common arguments for the continued
use of first-author citation counts in the evaluation of scholars, such as high correlations between author rankings by first-author citation counts and other citation
counting methods, and high costs of using more realistic citation counting methods that are not well-supported by the ISI databases. It is argued that increasingly available digital full text research papers make it possible for citation analysis studies to go beyond what the ISI databases have directly supported and to employ more
sophisticated methods
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