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    美國(guó)學(xué)者開(kāi)發(fā)納米涂料降低工業(yè)部件磨損

    作者:鋼結(jié)構(gòu)網(wǎng)    
    時(shí)間:2009-12-23 10:03:41 [收藏]


      美國(guó)愛(ài)荷華AMES消息,零部件摩擦已經(jīng)成為當(dāng)今機(jī)械設(shè)備的最大隱患之一,這種情況不僅會(huì)付出更多的能耗,降低設(shè)備生產(chǎn)和加工效率,同時(shí)零部件也會(huì)因?yàn)檫^(guò)度的摩擦而縮短其使用工作壽命。

      因此人們常常設(shè)想能夠制造出足夠硬度和表面足夠光滑的零部件,最大限度的降低運(yùn)行磨損,這樣一來(lái)不僅可以節(jié)能能耗,而且可以延長(zhǎng)零部件的使用壽命。來(lái)自美國(guó)能源部艾姆斯氏實(shí)驗(yàn)室(U.S. Department of Energy''s Ames Laboratory)的研究人員正在積極的同其他相關(guān)研究機(jī)構(gòu)合作,希望能夠?qū)ふ业浇档凸I(yè)磨損的涂層產(chǎn)品。

      “目前工業(yè)用水泵或者其他高壓泵,工作原理都是通過(guò)活塞運(yùn)動(dòng)來(lái)驅(qū)動(dòng)流體,”艾姆斯氏實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家Bruce Cook和他的團(tuán)隊(duì),以及商業(yè)投資者花費(fèi)了4年的時(shí)間,投資近3,000萬(wàn)美元來(lái)研發(fā)能夠降低摩擦的涂層技術(shù),“當(dāng)轉(zhuǎn)子開(kāi)始工作,零部件的表面就會(huì)開(kāi)始摩擦,以此來(lái)推動(dòng)活塞帶到泵體正常工作。而隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng),這種表面磨損也會(huì)逐漸嚴(yán)重,隨后就會(huì)出現(xiàn)高壓泵能耗增加,效率降低的問(wèn)題,長(zhǎng)此下去設(shè)備的壽命也將迅速的縮減。”

      如果我們能夠?yàn)檗D(zhuǎn)子、葉片和活塞等零部件涂覆一層光滑的涂層,就有可能降低其表面摩擦系數(shù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低磨損,延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命的目的。根據(jù)Cook的介紹,美國(guó)政府的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,如果能夠使用納米涂料對(duì)美國(guó)所有的高壓泵進(jìn)行改造,那么在2030年之前,美國(guó)工業(yè)每年的生產(chǎn)耗能將有望減少31萬(wàn)億BTUs,折合約為1.79億美元。

      Cook所開(kāi)發(fā)的納米涂料技術(shù),使用硼-鋁-鎂的陶瓷合金作為主要原料,該涂料顯示出極佳的硬度,目前該研究的進(jìn)展還在繼續(xù),研究團(tuán)隊(duì)正在考慮使用鈦-二氧化硼來(lái)達(dá)到同樣的效果。

      目前該新型涂料體系已經(jīng)在實(shí)際測(cè)試中取得了令人振奮的消息,其在耐摩擦材料表面的應(yīng)用可以極大的降低設(shè)備維護(hù)成本,并腳傳統(tǒng)的陶瓷材料有很高的性能提升。當(dāng)然還應(yīng)該看到,高壓泵并不是該技術(shù)的唯一適用領(lǐng)域,目前該研究小組還在積極同其他制造商合作,以求實(shí)現(xiàn)該涂層的最大范圍商業(yè)化,這其中就包括工業(yè)切削設(shè)備領(lǐng)域。如果切削刀具或其他設(shè)備能夠通過(guò)該涂層降低磨損,那么極大降低工業(yè)零部件加工成本,并節(jié)省出相當(dāng)可觀的能源消耗。



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