Status istraživanja samo-nano tehnologije površine titana i legura titana

Status istraživanja samo-nano tehnologije površine titana i legura titana

1 Površinska self-nano tehnologija temeljena na površinskom mehaničkom brušenju

Metoda površinskog mehaničkog brušenja najranija je metoda korištena za nanorizaciju površine materijala. Projektil u hermetički zatvorenoj posudi pokreće vibrator da vibrira velikom brzinom, a projektil pogađa gornji uzorak pod različitim kutovima. S gomilanjem broja udaraca, plastična deformacija na površini materijala uzrokuje postupno pročišćavanje zrna.

2 Površinska self-nano tehnologija temeljena na površinskom mehaničkom mljevenju

Metoda površinskog mehaničkog glodanja je nova vrsta samo-nano tehnologije metalne površine koju su razvili Liu et al. Cilindrični uzorak rotira brzinom v1 u odnosu na hemisferični WC/Co alat, a alat se pomiče aksijalno duž obrađenog uzorka na brzinom v2. Vrh alata je u kontaktu s površinom uzorka pod djelovanjem unaprijed zadanog pritiska, a sila trenja na kontaktnoj površini stvara područje plastične deformacije.

3 Površinska self-nano tehnologija koja se temelji na visokoenergetskom sačmaru

Tehnologija sačmarenja vrlo je česta u industrijskoj proizvodnji, uglavnom lansiranjem velikog broja projektila velike brzine koji pogađaju površinu materijala, uzrokujući njegovu plastičnu deformaciju i mijenjajući unutarnje naprezanje površine kako bi se poboljšala svojstva površine. materijal.

4 Površinska self-nano tehnologija temeljena na ultrazvučnom udaru

Ultrazvučna udarna tehnologija (također poznata kao ultrazvučno utiskivanje) koristi ultrazvučne valove koji se prenose do udarnog terminala preko srednjeg mehanizma (projektil, udarna glava ili udarna igla mogu se koristiti kao udarni terminal). Veliko udarno opterećenje uzrokovat će lomljenje površinskih zrnaca metalnog materijala, što će rezultirati dislokacijama visoke gustoće, čime će se ostvariti nanizacija površine materijala.

5 Površinska samonano tehnologija temeljena na nadzvučnom bombardiranju česticama

Metoda nadzvučnog bombardiranja česticama koristi princip dvofaznog toka plin-krutina. Nadzvučni protok zraka pokreće veliki broj tvrdih čestica koje bombardiraju površinu materijala. Velika kinetička energija u kombinaciji s opetovanim bombardiranjem uzrokuje da površina materijala prolazi kroz ozbiljnu plastičnu deformaciju i kontinuirano pročišćava zrno do reda nanometara.

6 Površinska samonano tehnologija temeljena na laserskom udaru

Tehnologija laserskog udarca (također poznata kao tehnologija laserskog shot peeninga) koristi laserske impulse velike snage za osvjetljavanje površine materijala. Eksplozija plazme nastala zagrijavanjem i isparavanjem upijajućeg sloja na površini materijala proizvest će visokotlačni udarni val na površini materijala, koji djeluje na površinu materijala i stvara zaostalo naprezanje u njemu.

7 Outlook

1. Površinski nano-sloj dobiven površinskom samonanizacijom je relativno tanak, s debljinom manjom od nekoliko stotina mikrona, što nije dovoljno značajno da poboljša ukupnu izvedbu materijala. Opsežan utjecaj dubokih površinskih nanostrukturnih slojeva na svojstva titanovih legura može se proučavati u budućnosti.

2. Druge tehnologije za ojačavanje površine, kao što je površinsko premazivanje i površinsko taloženje, mogu se integrirati s vlastitim nano-kemijskim procesima za razvoj hibridnih nano-kemijskih tehnologija za poboljšanje učinkovitosti obrade i optimiziranje svojstava materijala.

3. U ovoj fazi postoji relativno malo simulacijskih studija o samonanizaciji površina titanovih legura, tako da se može integrirati s mehanikom, znanošću o materijalima i drugim disciplinama kako bi se uspostavila korespondencija između relevantnih parametara procesa i gradijenata nanostrukture putem simulacijskih modela za voditi razvoj inženjerske prakse.

4. Legura titana naširoko se koristi u zrakoplovnim motorima. Vrlo je važno proučiti njegov zamor, habanje i korozijsko ponašanje u složenim radnim uvjetima kao što su visoka temperatura, visoki tlak, vibracije itd., a potrebna su i dublja površinska nano-istraživanja.