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美国学者开发纳米涂料降低工业部件磨损

作者：中国建筑金属结构信息网网    
时间：2009-12-23 10:03:41 [收藏]


    美国爱荷华AMES消息，零部件摩擦已经成为当今机械设备的最大隐患之一，这种情况不仅会付出更多的能耗，降低设备生产和加工效率，同时零部件也会因为过度的摩擦而缩短其使用工作寿命。

    因此人们常常设想能够制造出足够硬度和表面足够光滑的零部件，最大限度的降低运行磨损，这样一来不仅可以节能能耗，而且可以延长零部件的使用寿命。来自美国能源部艾姆斯氏实验室（U.S. Department of Energy''s Ames Laboratory）的研究人员正在积极的同其他相关研究机构合作，希望能够寻找到降低工业磨损的涂层产品。

    “目前工业用水泵或者其他高压泵，工作原理都是通过活塞运动来驱动流体，”艾姆斯氏实验室科学家Bruce Cook和他的团队，以及商业投资者花费了4年的时间，投资近3,000万美元来研发能够降低摩擦的涂层技术，“当转子开始工作，零部件的表面就会开始摩擦，以此来推动活塞带到泵体正常工作。而随着使用时间的增长，这种表面磨损也会逐渐严重，随后就会出现高压泵能耗增加，效率降低的问题，长此下去设备的寿命也将迅速的缩减。”

    如果我们能够为转子、叶片和活塞等零部件涂覆一层光滑的涂层，就有可能降低其表面摩擦系数，进而实现降低磨损，延长设备使用寿命的目的。根据Cook的介绍，美国政府的统计数据显示，如果能够使用纳米涂料对美国所有的高压泵进行改造，那么在2030年之前，美国工业每年的生产耗能将有望减少31万亿BTUs，折合约为1.79亿美元。

    Cook所开发的纳米涂料技术，使用硼-铝-镁的陶瓷合金作为主要原料，该涂料显示出极佳的硬度，目前该研究的进展还在继续，研究团队正在考虑使用钛-二氧化硼来达到同样的效果。

    目前该新型涂料体系已经在实际测试中取得了令人振奋的消息，其在耐摩擦材料表面的应用可以极大的降低设备维护成本，并脚传统的陶瓷材料有很高的性能提升。当然还应该看到，高压泵并不是该技术的唯一适用领域，目前该研究小组还在积极同其他制造商合作，以求实现该涂层的最大范围商业化，这其中就包括工业切削设备领域。如果切削刀具或其他设备能够通过该涂层降低磨损，那么极大降低工业零部件加工成本，并节省出相当可观的能源消耗。



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