Raziskovalni status površinske samonano tehnologije titana in titanovih zlitin

Raziskovalni status površinske samonano tehnologije titana in titanovih zlitin

1 Površinska self-nano tehnologija, ki temelji na površinskem mehanskem brušenju

Metoda površinskega mehanskega brušenja je najzgodnejša metoda, uporabljena za nanorizacijo površine materialov. Izstrelek v nepredušni posodi poganja vibrator, da vibrira pri visoki hitrosti, izstrelek pa zadene zgornji vzorec pod različnimi koti. S kopičenjem števila udarcev plastična deformacija na površini materiala povzroči postopno prečiščevanje zrn.

2 Površinska self-nano tehnologija, ki temelji na površinskem mehanskem rezkanju

Metoda površinskega mehanskega rezkanja je nova vrsta samonano tehnologije kovinske površine, ki so jo razvili Liu et al. Cilindrični vzorec se vrti s hitrostjo v1 glede na polkroglo orodje WC/Co, orodje pa se premika aksialno vzdolž obdelanega vzorca pri hitrost v2. Konica orodja je v stiku s površino vzorca pod delovanjem vnaprej določenega tlaka, sila trenja na kontaktni površini pa povzroči območje plastične deformacije.

3 Površinska samonano tehnologija, ki temelji na visokoenergetskem streljanju

Tehnologija streljanja je zelo pogosta v industrijski proizvodnji, predvsem z izstrelitvijo velikega števila hitrih izstrelkov, ki zadenejo površino materiala, povzročijo plastično deformacijo in spremenijo notranjo napetost površine za izboljšanje površinskih lastnosti. material.

4 Površinska samonano tehnologija, ki temelji na ultrazvočnem udaru

Tehnologija ultrazvočnega udarca (znana tudi kot ultrazvočno streljanje) uporablja ultrazvočne valove za prenos do terminala udarca prek vmesnega mehanizma (kot terminal udarca se lahko uporabi projektil, udarna glava ali udarna igla). Ogromna udarna obremenitev bo povzročila zlom površinskih zrn kovinskega materiala, kar bo povzročilo dislokacije z visoko gostoto, s čimer bo uresničena nanizacija površine materiala.

5 Površinska samonano tehnologija, ki temelji na nadzvočnem obstreljevanju z delci

Metoda nadzvočnega obstreljevanja z delci uporablja princip dvofaznega toka plin-trdna snov. Nadzvočni tok zraka poganja veliko število trdih delcev, ki bombardirajo površino materiala. Velika kinetična energija skupaj s ponavljajočim se bombardiranjem povzroči, da je površina materiala podvržena močni plastični deformaciji in neprekinjeno prečiščevanje zrn do reda nanometrov.

6 Površinska samonano tehnologija, ki temelji na laserskem udaru

Tehnologija laserskega udarca (znana tudi kot tehnologija laserskega streljanja) uporablja laserske impulze visoke moči za osvetlitev površine materiala. Eksplozija plazme, ki nastane zaradi segrevanja in izhlapevanja vpojne plasti na površini materiala, bo povzročila visokotlačni udarni val na površini materiala, ki bo deloval na površini materiala in v njej ustvaril preostalo napetost.

7 Outlook

1. Površinska nanoplast, pridobljena s površinsko samonanizacijo, je razmeroma tanka, z debelino manj kot nekaj sto mikronov, kar ni dovolj pomembno za izboljšanje splošne učinkovitosti materiala. Celovit vpliv globokih površinskih nanostrukturnih plasti na lastnosti titanovih zlitin bo mogoče preučevati v prihodnosti.

2. Druge tehnologije za krepitev površin, kot sta površinsko prevleko in površinsko nanašanje, je mogoče integrirati z lastnimi nano-kemičnimi procesi za razvoj hibridnih nano-kemičnih tehnologij za izboljšanje učinkovitosti obdelave in optimizacijo lastnosti materiala.

3. Na tej stopnji je razmeroma malo simulacijskih študij o samonanizaciji površin titanovih zlitin, zato jih je mogoče integrirati z mehaniko, znanostjo o materialih in drugimi disciplinami, da se vzpostavi ujemanje med ustreznimi procesnimi parametri in gradienti nanostrukture prek simulacijskih modelov za usmerjati razvoj inženirske prakse.

4. Titanova zlitina se pogosto uporablja v letalskih motorjih. Zelo pomembno je preučiti njegovo utrujenost, obrabo in korozijsko obnašanje v kompleksnih delovnih pogojih, kot so visoka temperatura, visok tlak, vibracije itd., in potrebne so bolj poglobljene površinske nanoraziskave.