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美國學(xué)者開(kāi)發(fā)納米涂料降低工業(yè)部件磨損

作者：鋼結構網(wǎng)    
時(shí)間：2009-12-23 10:03:41 [收藏]


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

    因此人們常常設想能夠制造出足夠硬度和表面足夠光滑的零部件，最大限度的降低運行磨損，這樣一來(lái)不僅可以節能能耗，而且可以延長(cháng)零部件的使用壽命。來(lái)自美國能源部艾姆斯氏實(shí)驗室（U.S. Department of Energy''s Ames Laboratory）的研究人員正在積極的同其他相關(guān)研究機構合作，希望能夠尋找到降低工業(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)活塞運動(dòng)來(lái)驅動(dòng)流體，”艾姆斯氏實(shí)驗室科學(xué)家Bruce Cook和他的團隊，以及商業(yè)投資者花費了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)，“當轉子開(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(zhù)使用時(shí)間的增長(cháng)，這種表面磨損也會(huì )逐漸嚴重，隨后就會(huì )出現高壓泵能耗增加，效率降低的問(wèn)題，長(cháng)此下去設備的壽命也將迅速的縮減?！?

    如果我們能夠為轉子、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，進(jìn)而實(shí)現降低磨損，延長(cháng)設備使用壽命的目的。根據Cook的介紹，美國政府的統計數據顯示，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(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，研究團隊正在考慮使用鈦-二氧化硼來(lái)達到同樣的效果。

    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用可以極大的降低設備維護成本，并腳傳統的陶瓷材料有很高的性能提升。當然還應該看到，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)現該涂層的最大范圍商業(yè)化，這其中就包括工業(yè)切削設備領(lǐng)域。如果切削刀具或其他設備能夠通過(guò)該涂層降低磨損，那么極大降低工業(yè)零部件加工成本，并節省出相當可觀(guān)的能源消耗。



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