Изследователски статус на повърхностна самонано технология на титан и титанови сплави

Изследователски статус на повърхностна самонано технология на титан и титанови сплави

1 Повърхностна самонано технология, базирана на повърхностно механично шлайфане

Методът на повърхностно механично смилане е най-ранният метод, използван за наноризиране на повърхността на материалите. Снарядът в херметически затворения контейнер се задвижва от вибратор, за да вибрира с висока скорост, и снарядът удря горната проба под различни ъгли. С натрупването на броя на ударите, пластичната деформация на повърхността на материала води до постепенно изтъняване на зърното.

2 Повърхностна самонано технология, базирана на повърхностно механично фрезоване

Методът на повърхностно механично фрезоване е нов тип самонанотехнология за метална повърхност, разработена от Liu et al. Цилиндричната проба се върти със скорост v1 спрямо полусферичния WC/Co инструмент и инструментът се движи аксиално по протежение на обработената проба при скорост v2. Върхът на инструмента е в контакт с повърхността на пробата под действието на предварително зададен натиск, а силата на триене върху контактната повърхност създава зона на пластична деформация.

3 Повърхностна самонано технология, базирана на високоенергийно дробестене

Технологията Shot Peening е много разпространена в промишленото производство, главно чрез изстрелване на голям брой високоскоростни снаряди, за да ударят повърхността на материала, което го кара да произвежда пластична деформация и променя вътрешното напрежение на повърхността, за да подобри повърхностните свойства на материала. материал.

4 Повърхностна самонано технология, базирана на ултразвуково въздействие

Ултразвуковата ударна технология (известна също като ултразвуково ударно пробиване) използва ултразвукови вълни, които се предават към ударния терминал чрез междинен механизъм (снаряд, ударна глава или ударна игла могат да се използват като ударен терминал). Огромният ударен товар ще доведе до счупване на повърхностните зърна на металния материал, което ще доведе до дислокации с висока плътност, като по този начин ще се реализира нанизацията на повърхността на материала.

5 Повърхностна самонано технология, базирана на бомбардиране със свръхзвукови частици

Методът на бомбардиране със свръхзвукови частици използва принципа на двуфазен поток газ-твърдо вещество. Свръхзвуковият въздушен поток задвижва голям брой твърди частици, за да бомбардират повърхността на материала. Голямата кинетична енергия, съчетана с многократно бомбардиране, кара повърхността на материала да претърпи сериозна пластична деформация и непрекъснато да усъвършенства зърното до порядъка на нанометри.

6 Повърхностна самонано технология, базирана на лазерно въздействие

Технологията за лазерно въздействие (известна още като технология за лазерно изстрелване) използва лазерни импулси с висока мощност за осветяване на повърхността на материала. Плазмената експлозия, генерирана от нагряването и изпаряването на абсорбиращия слой на повърхността на материала, ще произведе ударна вълна с високо налягане върху повърхността на материала, действайки върху повърхността на материала и генерирайки остатъчно напрежение в него.

7 Outlook

1. Повърхностният нанослой, получен чрез повърхностна самонанизация, е сравнително тънък, с дебелина по-малка от няколкостотин микрона, което не е достатъчно значително, за да подобри цялостната производителност на материала. Цялостното влияние на дълбоките повърхностни наноструктурни слоеве върху свойствата на титановите сплави може да бъде изследвано в бъдеще.

2. Други технологии за укрепване на повърхността, като повърхностно покритие и повърхностно отлагане, могат да бъдат интегрирани със собствени нанохимични процеси за разработване на хибридни нанохимични технологии за подобряване на ефективността на обработката и оптимизиране на свойствата на материала.

3. На този етап има сравнително малко симулационни проучвания за самонанизиране на повърхности от титанови сплави, така че може да се интегрира с механиката, науката за материалите и други дисциплини, за да се установи съответствието между съответните параметри на процеса и наноструктурните градиенти чрез симулационни модели за направляват развитието на инженерната практика.

4. Титановата сплав се използва широко в авиационни двигатели. Много е важно да се изследва неговата умора, износване и корозионно поведение при сложни работни условия като висока температура, високо налягане, вибрации и т.н., и са необходими по-задълбочени повърхностни наноизследвания.