在这次采访中,AZoM与每位马可说,高级Tribologist GGB讨论纳米填料如何影响转移电影摩擦学的系统内。
你能介绍GGB和公司的产品和服务?
GGB摩擦学的公司,包括技术来减少摩擦。我们提供各种各样的材料。欧洲杯足球竞彩高分子是GGB最出名的是什么,但是我们也让工程塑料,纤维增强复合材料、金属和双金属。
最近,我们添加了外套的能力聚合物直接到客户的部分。GGB是独特的在这方面,我们提供两种聚合物本身和涂层操作。
的理论基础是什么转移和滑动的电影,和这个通知GGB的是如何工作的呢?
一个典型的摩擦学的系统包括四个组件;两个接触表面,环境和润滑接触的两个表面之间的媒介。这个星座被称为系统结构。
摩擦学的系统还包括集体应力(载荷、速度和温度),作用于系统的结构。系统结构元素之间的交互导致摩擦磨损。
摩擦学的系统是非常复杂的。0.001的相对速度的范围可以从几米每秒,3到4个数量级。运动类型也可以变化——它可以连续旋转,振动或线性往复运动。可以观察到类似的各种载荷。远低于冰点的温度范围可以从非常高。
有一个巨大的各种各样的材料,用于每个表面。欧洲杯足球竞彩
在干滑动条件下,聚合物基滑动材料可以形成一个薄,保护膜柜台上的金属表面称为转移膜。欧洲杯足球竞彩在滑动过程中复合表面也修改,这种修改层被称为滑动的电影。
滑动电影改变聚合物的表面区域。这可能是一个化学表面或体积的变化,微观结构的变化,机械性能的改变或这些操作的组合。
电影是转移的直接转移材料从表面到另一表面。
转移膜很薄,但它是非常重要的在干滑动的情况下,因为它是一个柜台面具表面保护层,减少表面的相互作用和控制磨损和摩擦。一篇好的转学电影应该是薄和一致的。
这些原则已经通知GGB的一系列材料的发展,包括匹配聚合物、金属聚合物、纤维增强复合材料和涂层表面。欧洲杯足球竞彩我们的目标是能够控制转移膜的形成,我们的优势在各种各样的情况下更好地防止磨损和摩擦。
摩擦学的系统。
图片来源:GGB
哪些因素影响了转移膜的质量呢?
自润滑复合材料能够形成转移薄膜攻击计数器脸上整个相对运动。这些材料在滑动的不可避免的磨损与计数器的脸越产生磨屑。欧洲杯足球竞彩这个碎片可以逃离接触区或-理想的柜台存款到表面。
整个永久坚持碎片构成了转移膜,这可能保护的联系进一步磨损损伤。高保护率可以当电影高质量的实现。
转移膜的质量通常是与特定的微观结构特征。这部电影需要一致和统一,形成和传递电影需要足够的覆盖率。
电影的其他基本属性是它的鲁棒性。鲁棒性与电影的能力能够承受持续的摩擦学的压力的行为。我们也相信转移膜的质量受多种因素影响由有关摩擦学的系统。
转移膜也可以理解为一个响应特定的摩擦学系统,因而影响诱导集体压力,对方的具体属性剖面表面的复合自润滑材料,最有可能的条件周围的气氛。
如何设计和开发转移电影?
实际上,我们不开发转移的电影。
我们设计材料正确的组欧洲杯足球竞彩合的特性来提高他们的能力,形成强大的传输电影,即使在非常苛刻的操作条件。
材料设计,改变一个著名的材料一直是一个很好的起点传授新功能材料。
潜在的方法增强转移成膜非常广泛,如改变结构体系结构或改变材料的成分通过使用不同体积分数的复合。
使用额外的填充剂是一种很有前途的改性方法提高活性材料形成的能力更好、更健壮的传送电影。欧洲杯足球竞彩也可以结合使用不同的填料来创建一个协同效应,提高整体组成。
一个典型的slide-active聚合物复合是这次调查的主题。化合物由热塑性聚合物矩阵slide-modified聚四氟乙烯颗粒。欧洲杯猜球平台添加纳米粒欧洲杯猜球平台子增强复合成膜功能的转移。
第一nanofillers用于这个研究氧化物陶瓷性质的平均直径为50纳米。第二个粒子是碳的同素异形体平均直径约为25微米。这些粒子是5 - 8纳米的厚度。欧洲杯猜球平台
你如何描述这种材料摩擦学的吗?欧洲杯足球竞彩
当我们创建新的化合物或复合材料时,这些将使用摩擦学的测试方法测试各种边界条件。这也包括监控性能和转移膜的变化。目标是了解不同难题的关键部分组合在一起。
测试方法包括简单的模型测试还高级组件测试。在这两种情况下我们应用定义集体压力(p, v)和测量产生的摩擦力,温度和磨损的材料随着时间的推移。
摩擦学的数据从实验室实验的可转让性,真实的应用程序中最困难的挑战之一摩擦学的研究。对比实验测量值时才可行的基于摩擦学的系统非常相似。
此外,模型和模拟测试的材料只允许的估计摩擦学的行为在具体真实的应用程序中,当应用程序的特定欧洲杯足球竞彩的操作条件和测试环境是相同的。
基础研究是使用一个简单和抽象模型进行测试。然而,模拟真实的应用程序,测试可以执行使用一个典型的轴颈轴承装置。
什么因素影响的磨损性能metal-polymer-contact吗?
许多干燥操作轴承复合钢对一般经历一生中两种典型的摩擦磨损阶段。他们经常从一个更高的摩擦,减少与进步覆盖滑动距离,直到一个稳态阶段(低摩擦操作)。
穿这样的特征对也可以分为两个阶段。第一阶段的特征是高磨损,磨损率降低,直到达到使用性能窗口。在这个阶段,一个线性磨损特征通常被观察到。
增加了PV组合通常会导致更高的磨损。高速是至关重要的,特别是当达到聚合物基质的玻璃化转变温度。这导致聚合物的变化状态,从而减少机械性能往往伴随着低耐磨性的行动。我们也看到,这往往会导致过早失效。
柜台表面粗糙度可以经历高分子穿时是一个主导因素。这是伴随着主导磨损机制的变化。
例如,对于粗糙表面,磨料磨损行为占主导地位,而对于光滑的表面,胶粘剂互动更常见。同时,适度粗糙计数器表面往往会导致低穿,因为他们促进建立一个稳定的转移膜。另一个可能的解释是胶粘剂和磨料的交互之间的平衡。
这两个例子表明,摩擦磨损不是内在材料特性;他们是系统响应。
的nanofillers对磨损性能有巨大影响。
系统行为完全改变了使用纳米化合物时,与早期故障系统变成一个表现良好的系统。这可能是由于更高的,更健壮的防止磨损行为,也可能是由于早期形成一个健壮的和转移保护膜;或两者的协同作用的混合。
最初的和操作时可以降低磨损率将nanofillers纳入聚合物复合材料。我们的测试显示较低的磨损率的三至四倍,当我们添加在nanofillers协同作用具有明显减少初始物质消费,这样可以确保磨损寿命更长。
穿性能比较。
图片来源:GGB
什么样的工具是用来描述的质量和属性传递电影吗?
有许多不同的方法,我们可以用它来描述传送电影。数码显微镜是一个易于使用和快速的工具,但它有一些局限性。
一个典型的图像显示有限的对比转移膜和周围地区,使转移膜检测具有挑战性。这些问题取消该方法为基础转移膜质量的定量评估使用额外的图像处理工具。
扫描电镜成像是相对较慢,但它提供了高质量和高对比度的图像传送电影。
我们用背散射电子检测,因为它提供了一个额外优势相比,二次电子检测的标准。这种模式强调材料的对比而抑制地形的细节。这些高对比度的图像非常适合进一步定量分析使用图像处理软件。
互补微和nano-structural调查可以用来获得额外的信息关于转移的结构深度剖面的电影。一个典型的方法是使用聚焦离子束nano-sections的生成。Nano-structural特性是评估应用扫描电子或透射电子显微镜对这些部分。
转移的化学性质的电影可以确定使用典型的分析工具和能量色散x射线能谱法一样,x射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱学。
转移膜生成的标准复合显示非常弱的覆盖率。聚合物沉积中主要是消极的柜台的表面粗糙度特性。这样掩盖不足柜台的脸并不减少表面的相互作用。
增强传输电影质量观察纳米化合物。转移膜覆盖率高。我们也观察到,转移膜覆盖plateau-like地形结构。
消极的粗糙度特性仍充满了聚合物。这个变更在转移膜形态表明改变柜台转移膜和表面之间的结合机制。结合从纯粹的机械锚固化学-机械结合。
图1。转移电影形态:转移膜形成的纳米复合。
图2。转移膜形态:转移膜由一个标准的化合物。
图片来源:GGB
转移的电影怎么能特征分析来确定他们的质量吗?
它可以分析大量非常耗时扫描电镜图像。我们分析这些图像的方式可以改变一天比一天,和一个客观的工具就是已经失踪。
另一个问题是,定性的特性,如薄,依从性和覆盖率不能很容易地与摩擦学的数据。为了克服这些缺点,我们开发了一个MatLab算法与曼海姆大学的合作,可以用来定量描述转移膜的质量。
该算法决定了聚合物补丁之间的自由空间的长度。换句话说,它决定了聚合物的几何密度补丁。
它还决定了转移膜的覆盖率,可以区分厚和薄的电影领域。
这样做,该算法扫描SEM图像从左到右从上到下的白色区域。该算法忽略了黑暗区域,当检测到白色区域时,一个正方形的扩张在X和Y方向上直到广场边界到达一个黑暗的区域。广场的尺寸然后记录下来。
我们可以使用SEM图像之前,我们需要清洗使用图像预处理步骤。这些步骤可能包括种植地区可能错误地认定为传送电影和正常化从255灰度图像中的灰度3。
在归一化的图像,白色区域表示当地空洞在没有电影的转移膜,浅灰色区域表示薄膜和黑色区域表示电影或厚聚合物补丁。
噪声滤波器也可以应用于整个图像删除单一像素没有直接的邻居。中值滤波也适用于进一步降低像素噪声。
这个过程是完成三个柜台面盘的不同区域。我们倾向于运行该算法在不同的放大,以确保足够的关于转移膜质量可靠的统计数据。
好穿性能之间的相关性和转移膜之间的自由空间长度补丁被发现。在许多情况下,覆盖率也与摩擦学性能,表明最小覆盖率需要促进最佳的磨损性能。
算法评估转移膜的关键特征。
图片来源:GGB
图像预处理工作步骤。
图片来源:GGB
转移膜主要特点和磨损性能。
图片来源:GGB
对每位马可
每位拥有机械工程博士学位有超过10年的经验在摩擦学,tribometry和所有相关的次要的内容。2014年,他成为了高级tribologist GGB并负责所有有关摩擦学基础研究工作。在他加入GGB之前,他是工作的能力在曼海姆大学摩擦学的中心。
关于安德烈亚斯·凯勒
安德烈亚斯·凯勒正在成为摩擦学研究中心(有条件现金转移支付),这是曼海姆应用科学大学的一部分。欧洲杯线上买球他有一个m . Sc.在机械工程和摩擦学和tribometry 8年的经验。在这个时候,他曾在一些公共资助的项目,在其他方面对碳纤维增强塑料tungsten-carbide-tools磨损机理的分析,测试新的齿轮油和添加剂配方研究聚四氟乙烯和GGB一起转移膜的形成。
这些信息已经采购,审核并改编自GGB提供的材料。欧洲杯足球竞彩
在这个来源的更多信息,请访问GGB。
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