Стан досліджень титану та титанових сплавів поверхні самонанотехнології

Стан досліджень титану та титанових сплавів поверхні самонанотехнології

1 Поверхнева самонанотехнологія на основі механічного шліфування поверхні

Метод поверхневого механічного шліфування є найпершим методом, який використовувався для наноризації поверхні матеріалів. Снаряд у герметичному контейнері приводиться в рух вібратором, щоб вібрувати на високій швидкості, і снаряд вдаряється об верхній зразок під різними кутами. З накопиченням кількості ударів пластична деформація на поверхні матеріалу викликає поступове подрібнення зерна.

2 Поверхнева самонанотехнологія на основі механічного фрезерування поверхні

Метод поверхневого механічного фрезерування — це новий тип самонанотехнології металевої поверхні, розроблений Лю та ін. Циліндричний зразок обертається зі швидкістю v1 відносно напівсферичного інструменту WC/Co, а інструмент рухається аксіально вздовж обробленого зразка на швидкість v2. Вістря інструмента контактує з поверхнею зразка під дією заданого тиску, а сила тертя на контактній поверхні створює зону пластичної деформації.

3 Поверхнева самонанотехнологія на основі високоенергетичного дробеструйного ущільнення

Технологія дробеструйної обробки дуже поширена в промисловому виробництві, головним чином шляхом запуску великої кількості високошвидкісних снарядів, які влучають у поверхню матеріалу, викликаючи її пластичну деформацію та змінюючи внутрішнє напруження поверхні для покращення властивостей поверхні. матеріал.

4 Поверхнева самонанотехнологія на основі ультразвукового впливу

Ультразвукова ударна технологія (також відома як ультразвукова дробеструйна обробка) використовує ультразвукові хвилі, які передаються на ударний термінал через проміжний механізм (як ударний термінал можна використовувати снаряд, ударну головку або бойок). Величезне ударне навантаження призведе до руйнування поверхневих зерен металевого матеріалу, що призведе до дислокацій високої щільності, таким чином реалізуючи нанізацію поверхні матеріалу.

5 Поверхнева самонанотехнологія на основі надзвукового бомбардування частинками

Метод надзвукового бомбардування частинками використовує принцип двофазного потоку газ-тверде тіло. Надзвуковий повітряний потік змушує велику кількість твердих частинок бомбардувати поверхню матеріалу. Велика кінетична енергія в поєднанні з повторюваним бомбардуванням змушує поверхню матеріалу зазнавати серйозної пластичної деформації та безперервного уточнення зерна до нанометрів.

6 Поверхнева самонанотехнологія на основі лазерного впливу

Технологія лазерного удару (також відома як технологія лазерної дробеструйної обробки) використовує потужні лазерні імпульси для освітлення поверхні матеріалу. Плазмовий вибух, утворений нагріванням і випаровуванням абсорбуючого шару на поверхні матеріалу, викличе ударну хвилю високого тиску на поверхні матеріалу, яка діє на поверхню матеріалу та створює в ньому залишкову напругу.

7 Outlook

1. Поверхневий наношар, отриманий шляхом самонанізації поверхні, є відносно тонким, з товщиною менше кількох сотень мікрон, що є недостатньо значним для покращення загальних характеристик матеріалу. Комплексний вплив глибоких поверхневих наноструктурних шарів на властивості титанових сплавів можна вивчати в майбутньому.

2. Інші технології зміцнення поверхні, такі як поверхневе покриття та осадження поверхні, можна інтегрувати з власними нанохімічними процесами для розробки гібридних нанохімічних технологій для підвищення ефективності обробки та оптимізації властивостей матеріалів.

3. На даному етапі існує порівняно небагато досліджень моделювання самонанізації поверхонь титанового сплаву, тому його можна інтегрувати з механікою, матеріалознавством та іншими дисциплінами, щоб встановити відповідність між відповідними параметрами процесу та градієнтами наноструктури за допомогою імітаційних моделей для керувати розвитком інженерної практики.

4. Титановий сплав широко використовується в авіаційних двигунах. Дуже важливо вивчити його втому, зношування та корозійну поведінку в складних робочих умовах, таких як висока температура, високий тиск, вібрація тощо, і потрібні більш глибокі нанодослідження поверхні.