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美國學(xué)者開發(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]


    美國愛荷華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)零部件也會因?yàn)檫^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，這樣一來不僅可以節(jié)能能耗，而且可以延長零部件的使用壽命。來自美國能源部艾姆斯氏實(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，工作原理都是通過活塞運(yùn)動(dòng)來驅(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3,000萬美元來研發(fā)能夠降低摩擦的涂層技術(shù)，“當(dāng)轉(zhuǎn)子開始工作，零部件的表面就會開始摩擦，以此來推動(dòng)活塞帶到泵體正常工作。而隨著使用時(shí)間的增長，這種表面磨損也會逐漸嚴(yán)重，隨后就會出現(xiàn)高壓泵能耗增加，效率降低的問題，長此下去設(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，延長設(shè)備使用壽命的目的。根據(jù)Cook的介紹，美國政府的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，如果能夠使用納米涂料對美國所有的高壓泵進(jìn)行改造，那么在2030年之前，美國工業(yè)每年的生產(chǎn)耗能將有望減少31萬億BTUs，折合約為1.79億美元。

    Cook所開發(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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