BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
VIỆN HÀN LÂM KHOA HỌC VÀ
CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
HỌC VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

NGUYỄN MẠNH HỒNG
NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO DẦU BÔI TRƠN
TẢN NHIỆT CHỨA ỐNG NANO-CACBON CHO
ĐỘNG CƠ ĐỐT TRONG CỦA THIẾT BỊ QUÂN SỰ
Chuyên ngành: Vật liệu điện tử
Mã số : 9.44.01.23
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KHOA HỌC VẬT LIỆU
HÀ NỘI – 2018
Công trình được hoàn thành tại: Học viện Khoa học và Công nghệ
– Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học:
GS.TS Phan Ngọc Minh
Phản biện 1:
Phản biện 2:
Phản biện 3:
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án tiến sỹ, họp
tại Học viện Khoa học và Công nghệ-Viện Hàn lâm Khoa học và
Công nghệ Việt Nam vào hồi.....giờ.....ngày....tháng......năm 2018
Có thể tìm hiểu luận án tại thƣ viện:
- Thư viện Học viện Khoa học và Công nghệ
- Thư viện Quốc gia Việt Nam
1
MỞ ĐẦU
1. Tính chấp thiết của luận án
Các trang thiết bị như xe chở khí tài quân sự, xe tăng, xe thiết
giáp, tàu thủy... là những thiết bị nòng cốt của quân đội. Việc gia tăng
độ bền, tuổi thọ và công suất hoạt động của các động cơ của xe chở
khí tài, xe tăng, xe thiết giáp, tàu thủy... có ý nghĩa rất quan trọng.
Một số nghiên cứu trên thế giới đã cho thấy việc sử dụng vật liệu
CNTs vào dầu tản nhiệt giúp làm giảm hệ số ma sát của động cơ,
tăng độ dẫn nhiệt qua đó nâng cao hiệu suất hoạt động của động cơ,
tiết kiệm nhiên liệu và đặc biệt là nâng cao độ bền, tuổi thọ cho động
cơ. Các sản phẩm dầu tản nhiệt đặc chủng dùng trong quân đội sử
dụng vật liệu nano cacbon đã được chế tạo ở Hoa Kỳ, một số nước ở
Châu Âu, Hàn Quốc,... nhưng không được thương mại hóa. Vì vậy,
việc làm chủ công nghệ để có thể tự sản xuất được ở trong nước là
vấn đề rất cần thiết nhất là khi có chiến tranh xảy ra, việc nhập khẩu
dầu bôi trơn trở nên khó khăn. Từ tình hình thực tế đó, chúng tôi đã
lựa chọn đề tài: "Nghiên cứu chế tạo dầu bôi trơn tản nhiệt chứa
ống nano-cacbon cho động cơ đốt trong của thiết bị quân sự" làm
đề tài nghiên cứu cho luận án của mình.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận án
– Chế tạo dầu bôi trơn tản nhiệt sử dụng ống nano-cacbon từ
dầu gốc
– Xây dựng mô hình truyền nhiệt của động cơ sử dụng dầu bôi
trơn tản nhiệt có thành phần CNTs và đánh giá một số tính
chất của dầu tản nhiệt
– Ứng dụng dầu bôi trơn tản nhiệt cho động cơ đốt trong của thiết
bị quân sự
2
3. Các nội dung nghiên cứu chính của luận án
– Chế tạo dầu bôi trơn tản nhiệt sử dụng vật liệu ống nano-
cacbon
– Đo đạc, đánh giá cấu trúc và khảo sát các tính chất lý, nhiệt,
điện của các vật liệu tản nhiệt chế tạo được
– Tính toán, xây dựng mô hình tản nhiệt của động cơ đốt trong
sử dụng dầu bôi trơn tản nhiệt có chứa ống nano-cacbon và
so sánh với kết quả thực nghiệm
– Nghiên cứu thử nghiệm dầu bôi trơn tản nhiệt chế tạo được
cho động cơ đốt trong của một số thiết bị quân sự
– Trên cơ sở thực nghiệm và tính toán có được, tiến hành tối
ưu hóa điều kiện công nghệ chế tạo đồng thời định hướng
ứng dụng thực tiễn của dầu bôi trơn tản nhiệt chế tạo được.
4. Bố cục của luận án
Luận án gồm 142 trang: Mở đầu - 04 trang; Chương 1: Tổng quan
về chất lỏng chứa nano cacbon – 39 trang; Chương 2: Các phương
pháp thực nghiệm – 10 trang; Chương 3: Kết quả chế tạo dầu tản
nhiệt chứa nano cacbon – 31 trang; Chương 4: Ứng dụng dầu bôi trơn
tản nhiệt chứa ống nano-cacbon cho động cơ đốt trong của thiết bị
quân sự - 41 trang; Kết luận chung – 02 trang; Danh mục các công
trình đã công bố - 03 trang; Tài liệu tham khảo – 11 trang.
5. Những đóng góp mới của luận án
- Đã làm chủ được công nghệ chế tạo dầu bôi trơn tản nhiệt chứa
ống nano-cacbon trên cơ sở dầu gốc PAO sử dụng cho động cơ
đốt trong của thiết bị quân sự.
- Đã chế tạo được 4 loại dầu bôi trơn tản nhiệt chứa ống nano-
cacbon sử dụng cho động cơ đốt trong của tàu thủy cỡ nhỏ, xe
tăng, xe thiết giáp và xe chở khí tài quân sự.
3
- Đã tiến hành thử nghiệm dầu bôi trơn tản nhiệt chứa ống nano-
cacbon cho động cơ đốt trong của thiết bị quân sự với hiệu suất
cao, tiết kiệm nhiên liệu từ 10-15%, tăng tuổi thọ của dầu lên 4
lần so với dầu thông thường và giảm ma sát.
CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CHẤT LỎNG CHỨA ỐNG NANO-CACBON
1.1. Tổng quan về ống nano-cacbon
1.1.1. Giới thiệu về ống nano-cacbon
Vật liệu nano cacbon là một trong những vật liệu có kích thước
nano đã được nghiên cứu và có khả năng ứng dụng cao, thường tồn
tại ở hai dạng: Ống nano-cacbon (CNTs) và sợi nano cacbon (CNF).
Năm 1991 Sumio Iijma làm việc ở hãng NEC (Nhật) đã phát hiện
những tinh thể nhỏ dạng như cái ống rỗng đường kính ống vào cỡ 1,4
nm còn dài có thể đến vài µm thậm chí là milimet. Ngay sau đó, phát
hiện này được công bố trên tạp chí Nature và người ta gọi đó là ống
nano cacbon (CNTs).
1.1.2. Cấu trúc và tính chất của ống nano-cacbon
Bản chất của liên kết trong ống nano cacbon được giải thích bởi
sự xen phủ orbital. Liên kết hóa học của các ống nano cacbon được
cấu thành hoàn toàn bởi các liên kết sp2, tương tự than chì. Cấu trúc
liên kết này mạnh hơn các liên kết sp3 trong kim cương, tạo ra những
phân tử có độ bền đặc biệt. Các ống nano cacbon thường được xếp
thành các "sợi dây thừng" giữ với nhau bằng lực Van der Waals.
Có hai loại ống nano cacbon là: Ống nano cacbon đơn lớp hay còn
được gọi là ống nano cacbon đơn tường (SWCNT) và ống nano
cacbon đa lớp hay còn được gọi là ống nano cacbon đa tường
(MWCNTs).