长期以来,为了避免机械零件的磨损,减少因磨损产生的机械失效等问题,对磨损表面进行修复一直是研究的热点。机械磨损部件在同一摩擦过程中,磨擦磨损与摩擦修复往往同时存在,摩擦磨损的自适应,自修复是材料学和摩擦学设计的之后目标,金属磨损自修复技术可以明显改善接触和摩擦表面的化学和力学性能,还能对磨损表面进行动态原位修复,降低机械损耗,从而降低能耗和大幅度地延长装备的使用寿命。现有减小摩擦磨损的技术中,有表面化学热处理方法,即对金属的表面进行热处理,通过加入活性介质(氮、碳、硼等),改变表面的化学组成和组织结构,从而很好的减小材料的摩擦磨损。金属自修复材料可以被用于生产高质量、高可靠性的电子器件、传感器等产品。青岛金属自修复材料工厂
未来有前景的研究领域可能在如下几个方面:一是新型自修复的动态键的结构设计与性能研究。争取开发新的动态键,在保证材料原始性能的同时,力求自愈合效率的较大化。二是自修复材料的多功能化研究,自修复材料在使用过程中,往往需要兼顾其他性能,例如防汗、抗细菌、生物相容等。多功能的集成化,有助于增加自修复材料的应用价值和场景。三是自修复材料的综合性能与应用场景的匹配性研究。“我们需要根据应用场景的实际情况,来设计自修复材料需要具备的其他性能,力求材料使用寿命的较大化和高度匹配性。只有实现具体应用,才能体现材料的价值。青岛金属自修复材料工厂金属自修复材料技术需要建立更加便捷和高效的知识产权保护机制和技术交易平台。
一种则是可逆的自修复,也叫内修复。而这个过程一般是由材料本身的键型以及其相关的反应形成的。自修复系统是一种可以将分子恢复到原始状态的高分子层面上的系统。不论它是均聚物,低聚物或是非交联网状结构的。因为这种高分子在常温下是稳定的,所以需要一个外在的推动力来促使恢复系统工作。对于一个能自修复的材料,假如这个材料是被热损伤而想要恢复原先的组成,那么在在制造该分子的条件下它就然能恢复到它的高分子形态。我能想到的,沥青就是一个比较简单的例子,在收到损伤之后,加热或者受压,可以对裂纹进行修复。
金属磨损自修复材料是一种以蛇纹石粉体为主要成分的材料,当金属磨损自修复材料被带入摩擦界面后,包括蛇纹石在内的各种粉体在机械零件的摩擦作用下被研磨细化,并使得金属表面的微凸体发生断裂,微凸体发生断裂时产生的闪温(短时间内可高达数百摄氏度)使微粒晶体中的镁原子与金属表层的金属原子发生置换反应,之后在摩擦界面处生成以陶瓷晶体为主要成分的耐磨保护层。金属磨损自修复材料对金属工件的保护效果主要体现在两个方面,一方面是对已经受到磨损的部位进行修复,另一方面是阻碍未磨损的区域形成发生磨损,以阻碍磨损区域的扩大。金属自修复材料还可以被用于制造钢结构建筑、大型机械设备等特殊场合下的产品。
轴承合套后在使用过程中,摩擦力的作用下,依靠摩擦热能作为驱动力,使ART孕育层与金属基体表面发生置换反应,形成与铁基金属,以化学键相结合的微晶陶瓷层,这种微晶陶瓷层能动态的不断修复和补偿基体金属摩擦表面的磨损,达到延长轴承使用寿命的目的。单一运用金属磨损自修复材料作为润滑油或润滑脂的添加剂,或单一运用光饰预处理技术,对轴承内外滚道、滚动体、表面及保持架进行ART预处理使用寿命提高并不明显。但这两项技术结合使用,可明显延长轴承使用寿命,油润滑试验、轴承寿命比提高到3倍多。可靠度值由97.9%提高到99.7%;脂润滑轴承、轴承基本额定寿命的试验值提高到5倍多,使用寿命可靠度值由77.44%提高到99.98%。研究人员正在开发新的生产工艺和工具,以提高金属自修复材料技术的成品率和质量。青岛金属自修复材料工厂
金属自修复材料还可以减少人工干预和操作错误所带来的风险和损失。青岛金属自修复材料工厂
在金属零件表面镀一层抗磨损的保护膜,或者是向润滑油中加入耐磨添加剂,从而改善金属的耐磨效果。传统的加微米级固体颗粒添加剂的磨合机制主要是对表面形成挤压、塑性变形、切削等去除作用,即磨粒磨损。还有近几年开发出的一种金属摩擦磨损自修复技术,其将微细粉体加入润滑油中,在设备运行中与铁基体发生化学反应,生成减磨性能优异的金属陶瓷保护层,实现金属磨损的原位自修复。现有的技术中,自修复材料的成分有羟基硅酸镁——蛇纹石为主的复杂矿石粉体、少量催化剂和添加剂,修复机理多是在一定条件下能和铁基金属发生复杂的物理化学反应,生成金属修复层。自修复材料经过多年的发展,现在已经开发到第三代产品,前两代产品都有自修复需要的时间长,修复效果需要经过长时间的验证等缺点。青岛金属自修复材料工厂