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美國學者開發納米涂料降低工業部件磨損

作者：鋼結構網    
時間：2009-12-23 10:03:41 [收藏]


    美國愛荷華AMES消息，零部件摩擦已經成為當今機械設備的最大隱患之一，這種情況不僅會付出更多的能耗，降低設備生產和加工效率，同時零部件也會因為過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，這樣一來不僅可以節能能耗，而且可以延長零部件的使用壽命。來自美國能源部艾姆斯氏實驗室（U.S. Department of Energy''s Ames Laboratory）的研究人員正在積極的同其他相關研究機構合作，希望能夠尋找到降低工業磨損的涂層產品。

    “目前工業用水泵或者其他高壓泵，工作原理都是通過活塞運動來驅動流體，”艾姆斯氏實驗室科學家Bruce Cook和他的團隊，以及商業投資者花費了4年的時間，投資近3,000萬美元來研發能夠降低摩擦的涂層技術，“當轉子開始工作，零部件的表面就會開始摩擦，以此來推動活塞帶到泵體正常工作。而隨著使用時間的增長，這種表面磨損也會逐漸嚴重，隨后就會出現高壓泵能耗增加，效率降低的問題，長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，進而實現降低磨損，延長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行改造，那么在2030年之前，美國工業每年的生產耗能將有望減少31萬億BTUs，折合約為1.79億美元。

    Cook所開發的納米涂料技術，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，目前該研究的進展還在繼續，研究團隊正在考慮使用鈦-二氧化硼來達到同樣的效果。

    目前該新型涂料體系已經在實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的唯一適用領域，目前該研究小組還在積極同其他制造商合作，以求實現該涂層的最大范圍商業化，這其中就包括工業切削設備領域。如果切削刀具或其他設備能夠通過該涂層降低磨損，那么極大降低工業零部件加工成本，并節省出相當可觀的能源消耗。



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