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金屬納米涂層【連載三】

2018-10-10 09:39

這種新型的復(fù)合材料的彎曲強度和導(dǎo)電性能都有顯著的提高。由于竹纖維梯度分布的結(jié)構(gòu)特點，十分有利于抗彎性能，符合優(yōu)化設(shè)計原理。將竹干進行拓撲變換，提出了仿竹優(yōu)化梁模型，其中纖維以梁的中線面為對稱而分布。這一模型以碳纖維環(huán)氧樹脂進行了驗證。試驗結(jié)果指出，仿竹結(jié)構(gòu)復(fù)合材料的平均彎曲強度比具有同量基體和纖維但結(jié)構(gòu)分布均勻的復(fù)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(fù)合涂層

激光熔覆是一個極快速的動態(tài)熔化與凝固過程，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。同時由于納米材料的超微尺寸，有利于在熔覆區(qū)與熱影響區(qū)的冶金結(jié)合，從而使熔覆層與基體間產(chǎn)生良好的結(jié)合，提高表面硬度，進而提高表面耐磨性。本文采用激光熔覆法進行了灰鑄鐵與粉末冶金材料 n-Al2O3/Fe 仿生梯度復(fù)合涂層的制備。

2.2 復(fù)合電沉積法制備 n-Al2O3/Ni-Co 仿生梯度納米復(fù)合涂層

復(fù)合電沉積技術(shù)由于工藝易于控制、成本低、沉積速度快、復(fù)合鍍層多樣化等優(yōu)點，近年來在工業(yè)中廣泛應(yīng)用，納米顆粒作為第二相顆粒進行復(fù)合鍍層的制備，現(xiàn)在也越來越引起關(guān)注。與普通鍍層相比，納米復(fù)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(fù)合鍍層表現(xiàn)出很多優(yōu)異的性能。由納米粒子通過復(fù)合鍍技術(shù)制備而成的納米復(fù)合鍍層，與具有相同組成、微粒粒徑在微米尺度的普通復(fù)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(fù)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提高。隨著納米氧化鋁含量的增大，其耐磨性增大，摩擦系數(shù)增大。隨載荷增大，磨損量增大，摩擦系數(shù)減?。换诣T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行激光處理。激光熔覆快速冷卻與凝固的特點，使熔覆層晶粒細小、致密，有效地阻止了納米材料的長大,同時納米粒子的超微尺寸也有利于熔覆層與基體的冶金結(jié)合。

納米材料用于制備仿生材料，自組裝制備無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(diào)整納米結(jié)構(gòu)以更好地適應(yīng)生物系統(tǒng)的整體性能，例如，控制納米結(jié)構(gòu)的尺寸，調(diào)整表面層來增強水溶性、生物相容性和生物識別。