Stav výzkumu titanu a titanové slitiny povrchu self-nano technologie

Stav výzkumu titanu a titanové slitiny povrchu self-nano technologie

1 Povrchová self-nano technologie založená na povrchovém mechanickém broušení

Metoda povrchového mechanického broušení je nejstarší metodou používanou k nanorizaci povrchu materiálů. Projektil ve vzduchotěsné nádobě je poháněn vibrátorem, aby vibroval vysokou rychlostí a projektil dopadá na horní vzorek pod různými úhly. S nahromaděním počtu nárazů způsobuje plastická deformace na povrchu materiálu postupné zjemňování zrna.

2 Povrchová self-nano technologie založená na povrchovém mechanickém frézování

Metoda povrchového mechanického frézování je nový typ vlastní nano technologie kovového povrchu vyvinutá Liu et al. Válcový vzorek rotuje rychlostí v1 vzhledem k polokulovému WC/Co nástroji a nástroj se pohybuje axiálně podél zpracovávaného vzorku rychlostí rychlost v2. Hrot nástroje je v kontaktu s povrchem vzorku působením předem nastaveného tlaku a třecí síla na kontaktním povrchu vytváří oblast plastické deformace.

3 Surface self-nano technologie založená na vysokoenergetickém otryskávání

Technologie Shot Peening je velmi běžná v průmyslové výrobě, zejména vystřelením velkého množství vysokorychlostních projektilů na povrch materiálu, který způsobí plastickou deformaci a změnu vnitřního pnutí povrchu za účelem zlepšení povrchových vlastností materiálu. materiál.

4 Povrchová self-nano technologie založená na ultrazvukovém dopadu

Ultrazvuková nárazová technologie (také známá jako ultrazvukové brokování) využívá ultrazvukové vlny, které se přenášejí na nárazovou koncovku prostřednictvím mezilehlého mechanismu (jako nárazovou koncovku lze použít projektil, nárazovou hlavici nebo úderník). Obrovské rázové zatížení způsobí rozbití povrchových zrn kovového materiálu, což má za následek dislokace s vysokou hustotou, čímž dojde k nanizaci povrchu materiálu.

5 Povrchová self-nano technologie založená na bombardování nadzvukovými částicemi

Metoda bombardování nadzvukovými částicemi využívá principu dvoufázového proudění plyn-pevná látka. Nadzvukový proud vzduchu pohání velké množství tvrdých částic, které bombardují povrch materiálu. Velká kinetická energie spojená s opakovaným bombardováním způsobuje, že povrch materiálu prochází silnou plastickou deformací a plynule zjemňuje zrno až do řádu nanometrů.

6 Povrchová self-nano technologie založená na laserovém dopadu

Technologie laserového nárazu (známá také jako technologie laserového otryskávání) využívá k osvětlení povrchu materiálu vysoce výkonné laserové pulsy. Plazmová exploze generovaná ohřevem a odpařováním absorpční vrstvy na povrchu materiálu vyvolá na povrchu materiálu vysokotlakou rázovou vlnu, která působí na povrch materiálu a vytváří v něm zbytkové napětí.

7 Výhled

1. Povrchová nanovrstva získaná samonanizací povrchu je relativně tenká, s tloušťkou menší než několik set mikronů, což není dostatečně významné pro zlepšení celkového výkonu materiálu. V budoucnu lze studovat komplexní vliv hlubokých povrchových nanostrukturních vrstev na vlastnosti slitin titanu.

2. Další technologie zpevnění povrchu, jako je povrchové potahování a nanášení povrchu, lze integrovat s vlastními nanochemickými procesy za účelem vývoje hybridních nanochemických technologií ke zlepšení účinnosti zpracování a optimalizaci vlastností materiálů.

3. V této fázi existuje relativně málo simulačních studií o samonanizaci povrchů titanových slitin, takže ji lze integrovat s mechanikou, vědou o materiálech a dalšími obory, aby se stanovila korespondence mezi relevantními parametry procesu a gradienty nanostruktur prostřednictvím simulačních modelů a řídit rozvoj inženýrské praxe.

4. Titanová slitina je široce používána v leteckých motorech. Je velmi důležité studovat jeho únavu, opotřebení a korozní chování za složitých pracovních podmínek, jako je vysoká teplota, vysoký tlak, vibrace atd., a vyžaduje se hlubší výzkum povrchových nanotechnologií.