Poor Rich
Ni conc.
Fig.3.10 Cored micro-structure by fastcooling in Cu-Ninano powder sound micro-structureinthesurfacelayer:
Nooxidelayerandcrystallinestructure
■ EELS analysisiseffectiveinanalyzingCualloy system,especiallyinnanomaterials
■ EELS quantificationresultsrevealedveryhigh spatialresolutionsof2nm wide
■ ThecoredstructuresofCu-Ninanopowders were,forthefirsttime,foundinthisstudy
■ Strongevidencethatpowdershadwentthrough non-equilibrium liq.→ sol.solidificationprocess
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3 3. . . 4 4 4. . . 2 2 2엔 엔 엔진 진 진오 오 오일 일 일 내 내 내에 에 에서 서 서 운 운 운동 동 동하 하 하는 는 는 구 구 구리 리 리합 합 합급 급 급 나 나 나노 노 노분 분 분말 말 말의 의 의 특 특 특이 이 이성 성 성
나노 크기의 구리합금분말들은 상온에서 산화안정성을 나타내며 오일 내에 고르게 분산되어 오일의 점도를 향상시켜 준다.엔진의 온도상승에 따라 보다 활발한 브라운 운동을 하면서 엔진 내에 발생한 열을 효율적으로 엔진 내벽을 통하여 빠르게 전달함으로써 엔진 오일의 냉각효율을 크게 향상시킬 수 있다.
이 과정에서 구리합금 나노분말들은 열을 흡수하여 활성이 되며,엔진 내벽에 약한 물리적 흡착을 하여 얇은 피막을 유막 속에 형성하게 된다.
유막의 두께가 20㎛인데 비해 구리피막의 두께는 5㎛ 정도로 유막의 역할에 는 크게 영향을 미치지 않는다.연소실에서의 폭발로 인한 고온 고압의 극악 한 상태에서도 얇은 구리피막이 있어 피스톤 링과 실린더 내벽과의 직접적인 금속간의 마찰로 인한 마모를 줄일 수 있게 된다.마모로 인한 스크래치나 크 랙이 있던 곳에 구리합금 입자들은 금속 충진재로써의 역할을 하여 실린더의 밀봉성을 향상시킬 뿐만 아니라 blow-bygas의 발생도 억제 시킬 수 있어 연 소효율 향상과 배기가스의 저감을 가져올 수 있게 된다.
구리 합금분말이 실린더 내벽에 약한 물리적 흡착 피막을 형성하게 되는데 이때의 구리합금 나노분말들은 열을 흡수하게 되면 구리-니켈 합금의 형태가 분리되어 금속 표면을 잘 투과하는 니켈의 경우에는 20㎛까지 표면 깊숙이 침 투하게 되고 상대적으로 침투력이 약한 구리는 5㎛까지 침투하게 되며 나머지 구리 성분들은 실린더 내벽의 표면에 잔류하게 되어 구리피막을 형성하게 되 는 것이다.50:50의 합금 비율은 오일 내의 구리 성분의 농도를 증가하게 한 다.실린더 내벽의 피막을 형성하는 구리성분은 fcc구조를 갖고 있으며 잘 미 끄러지는 성질을 갖고 있어서 실린더 내벽과 피스톤 링 사이의 마찰을 크게 줄일 수 있다.특히 엔진 냉각 시에 시동을 걸게 되면 대부분의 오일들이 오
일 팬으로 내려가게 되고 엔진 내벽에는 오일이 없는 상태가 되어 엔진 마모 의 주된 원인이 되고 있으나 구리합금 나노분말의 첨가로 인하여 형성된 구리 피막은 냉각 시의 마모를 줄일 수 있게 된다.
크랭크 축의 회전운동에 있어서도 plane bearing을 구성하는 주된 재료가 구리로 되어 있으며 구리합금 나노분말들은 이들의 마찰과 마모의 저감에도 영향을 줄 수 있으며 이와 같은 구리-니켈계의 기작운동에 대하여는 4장의 기 초윤활 특성에서 보다 상세히 논의 하였다.