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组成与体系编辑
根据纳米涂层的组成将其分为三类:完全为一种纳米材料体系、两种(或以上)纳米材料构成的复合体系,称0—0复合;添加纳米材料的复合体系,称为O—2复合。
完全的纳米材料涂层离商业化尚有相当一段距离,只有在军事上有所应用。但借助于传统的涂层技术,添加纳米材料,可使传统涂层的功能得到飞跃提高,技术上勿需增加太大的成本。这种纳米添加的复合体系涂层很快就可走向市场展示出强劲的应用势头。
利用现有的涂层技术,针对涂层的性能,添加纳米材料,都可以获得纳米复合体系涂层。纳米涂层的实施对象既可以是传统材料基体,也可以是粉末颗粒或是纤维,用于表面修饰、包覆、改性或增添新的特性。
的使用寿命。此外,由于涂层自身的热传导系数比刀具基体和加工材料低的多,能有效减少摩擦所产生的热量,形成热屏障,改变热量的散失途径,从而降低刀具与工件、刀具与切削之间的热冲击和力冲击,有效地改善刀具的使用性能。
刀具磨损机理研究表明,在高速切削时,刀刃温度可达900℃,此时刀具磨损不仅是机械摩擦磨损(刀具后面磨损),还有粘结磨损、扩散磨损、摩擦氧化磨损(刀具刀刃磨损及月牙洼磨损)和疲劳磨损,这5种磨损直接影响刀具的使用寿命。
[1] 这种涂层排斥的一类液体叫做“非牛顿流体”,包括洗发剂、蛋奶酱、血液、油漆涂料、黏土、打印墨水等,这类液体的黏性取决于它们所受的力。而牛顿流体,如水等,其黏度与自身受力无关。
[1] 研究人员将这种纳米涂层称为“**全恐液面”,是一种叫做“聚二甲硅氧烷”的弹性塑料粒子混合物,能从立方纳米的尺度对液体形成斥力。研究人员指出,这种材料的化学成分固然重要,但更重要的是它的纹理。无论用在什么物质表面,它都能紧紧缠附在孔状结构上,由此就在这些孔中形成了更加精细的网。这种结构也意味着涂层中95%—99%的部分形成了气袋,所以接触该涂层的任何液体,几乎都无法触及它的固体表面。由于液体只能接触到织物涂层表面的细丝,因此大大减少了分子间的作用力。“当两种材料靠得足够近时,彼此会受对方所带正电或负电荷的影响。如果是固液接触,液体就会进入固体并形成扩散。这种纳米涂层使固体表面和液滴之间的相互作用大大减小。”论文通讯作者、密歇根大学材料科学与工程副教授阿妮斯·图蒂亚说,“几乎任何液体滴到上面都会立刻弹开,而不会形成浸润。目前也有其他相似的防液材料,但把一些表面张力很低的液体如油、酒精、有机酸、有机碱和多种溶剂滴在上面,会有些黏附并四下流散,这种效果并不是我们想要的。” [1] 研究人员实验了100多种液体,只有冰箱、空调中所用的两种氯氟烃能渗透涂层。在实验室,他们演示了该涂层能排斥咖啡、酱油、植物油、盐酸和硫酸,避免了衣物污染和皮肤。图迪亚说,它还能排斥汽油和多种酒精,“迄今为止,还没人演示过低表面张力非牛顿流体的弹性”。 [1]
硬质合金涂层
在切削加工中,刀具性能对切削加工的效率、精度、表面质量有着决定性的影响。硬质合金刀具性能的两个关键指标—硬度和强度之间总存着矛盾,硬度高的材料强度低,而提高强度往往是以硬度的降低为代价。为了解决硬质合金材料中存在的这种矛盾,更好地提高刀具的切削性能,比较有效的一种方法是采用各种涂层技术在硬质合金基体上涂覆上一层或多层高硬度、高耐磨损性能的材料。硬质合金刀具表面上的涂层作为一个化学屏障和热屏障,减少了硬质合金刀具的月牙洼磨损,可以**地提高加工效率、提高加工精度、延长刀具使用寿命、降低加工成本。