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金屬納米涂層【連載三】

2018-10-10 09:39

這種新型的復合材料的彎曲強度和導電性能都有顯著(zhù)的提高。由于竹纖維梯度分布的結構特點(diǎn)，十分有利于抗彎性能，符合優(yōu)化設計原理。將竹干進(jìn)行拓撲變換，提出了仿竹優(yōu)化梁模型，其中纖維以梁的中線(xiàn)面為對稱(chēng)而分布。這一模型以碳纖維環(huán)氧樹(shù)脂進(jìn)行了驗證。試驗結果指出，仿竹結構復合材料的平均彎曲強度比具有同量基體和纖維但結構分布均勻的復合材料的平均強度高 81％，最高者達到 103％

2.1 激光熔覆法制備 n-Al2O3/Fe 仿生梯度復合涂層

激光熔覆是一個(gè)極快速的動(dòng)態(tài)熔化與凝固過(guò)程，冷卻速度快（高達106℃/s），發(fā)生非平衡凝固，組織細小，因此能有效地防止納米材料的團聚。同時(shí)由于納米材料的超微尺寸，有利于在熔覆區與熱影響區的冶金結合，從而使熔覆層與基體間產(chǎn)生良好的結合，提高表面硬度，進(jìn)而提高表面耐磨性。本文采用激光熔覆法進(jìn)行了灰鑄鐵與粉末冶金材料 n-Al2O3/Fe 仿生梯度復合涂層的制備。

2.2 復合電沉積法制備 n-Al2O3/Ni-Co 仿生梯度納米復合涂層

復合電沉積技術(shù)由于工藝易于控制、成本低、沉積速度快、復合鍍層多樣化等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在工業(yè)中廣泛應用，納米顆粒作為第二相顆粒進(jìn)行復合鍍層的制備，現在也越來(lái)越引起關(guān)注。與普通鍍層相比，納米復合鍍層中由于存在大量納米粒子，納米粒子本身具有的很多獨特的物理及化學(xué)性能，使得納米復合鍍層表現出很多優(yōu)異的性能。由納米粒子通過(guò)復合鍍技術(shù)制備而成的納米復合鍍層，與具有相同組成、微粒粒徑在微米尺度的普通復合鍍層相比，很多性能都能得到大幅度提高，而且性能提高的幅度往往隨納米粒子粒徑的減小而增大。這些性能包括：硬度、耐磨性能、抗高溫氧化性能、電催化性能、光催化性能等。

復合涂層表面的疏水性特征是由表面非光滑的形態(tài)特征和涂層（AL2O3）的成分決定的。

納米表面改性層耐磨性顯著(zhù)提高。隨著(zhù)納米氧化鋁含量的增大，其耐磨性增大，摩擦系數增大。隨載荷增大，磨損量增大，摩擦系數減??；灰鑄鐵納米表面改性后，其磨損機制為犁削磨損。

粉末冶金材料表面激光熔覆法制備的 n-Al2O3/Fe 的組織。將涂層材料涂到粉末冶金材料表面進(jìn)行激光處理。激光熔覆快速冷卻與凝固的特點(diǎn)，使熔覆層晶粒細小、致密，有效地阻止了納米材料的長(cháng)大,同時(shí)納米粒子的超微尺寸也有利于熔覆層與基體的冶金結合。

納米材料用于制備仿生材料，自組裝制備無(wú)機納米材料和生物分子的混合材料引起人們的極大關(guān)注。目前，直接去控制和調整納米結構以更好地適應生物系統的整體性能，例如，控制納米結構的尺寸，調整表面層來(lái)增強水溶性、生物相容性和生物識別。

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