近四分之一的全球能源供应了解决磨损问题——或者更准确,克服了常见的摩擦学问题,根据新公布的一组研究人员在《华尔街日报》工作摩擦学的方法。
研究:开发评估地下防护涂层的微观结构的材料。图片来源:马修·亚历山大/ Shutterstock.com
更重要的是,这些问题与摩擦磨损在采矿和矿物工业占年度能源消耗的6%,全世界。限制和减少成本和能源使用与操作部门,研究人员正试图获得更深入的知识与磨损机制,随后,提高使用的材料。欧洲杯足球竞彩
美国领导的研究小组Pranav Nayak,第一作者,博士学位学生的椅子功能材料(FuWe)萨尔州大学,着手开发一种简单而有效的方法保护着一个破旧的表面采用电解沉积铜电极(铜)和镍(镍)。欧洲杯足球竞彩
镍电沉积过程的示意图。图片来源:Nayak U。P et al .,摩擦学问题
”当前工作的主要目标是开发一个简单,但有效的方法外套的磨损表面HCCI样品为了调查变形微观结构下面穿跟踪”,Nayak解释道。
摩擦学问题
摩擦学是科学和工程的磨损,摩擦,附欧洲杯线上买球着力,和润滑从范围广泛的研究领域包括物理、化学、数学、生物学和材料科学。欧洲杯足球竞彩
摩擦磨损产生的全球影响的重要性在能源消费和二氧化碳排放被认为是一个关键问题,所以实施先进的绿色摩擦学的技术是一个重点的研究限制对环境的影响。
Nayak和他的团队发现,使用新材料适合wear-related功能,修改现有材料的微观结构,甚至欧洲杯足球竞彩与耐磨材料涂层材料可以延长他们的寿命。
以及减少环境影响,先进的摩擦学的技术的应用能产生显著节约成本从长远来看可以总额接近10亿美元。改进现有材料和技术也将避免潜在的灾难性欧洲杯足球竞彩的失败和操作故障,对生产率有不利影响,因此成本。
一个SEM疯牛病横截面的显微图包括穿和未磨损的地区。橙色垂直虚线代表穿跟踪边缘。各自的HCCI微观结构阶段随着镍涂层供参考。冲红圈地代表了摩擦学的转换区(TTZ);b放大疯牛病磨损部位的显微照片显示(一个)。镍涂层被标记为参考和圈地表示TTZ破灭。图片来源:Nayak U。P et al .,摩擦学问题
铜和镍电解沉积
在这项研究中,萨尔团队使用一个过程称为使用两个不同的电极,电解沉积铜(铜)和镍(镍),是应用于穿高铬铸铁(HCCI)合金表面样本。
电化学沉积方法,薄,紧密附着的金属涂层,氧化物,或盐可以放置到导体表面的衬底上通过简单的解决方案,其中包含电解所需的金属离子,或其化学复杂。
一旦应用于HCCI,团队然后使用一系列的表征技术来评估疗效,铜和镍涂层的均匀性和粘附性。光学显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)被用来直观地评估涂料。此外,EDS采用化学地图包含涂层和HCCI的截面合金衬底。
他们发现铜涂层表现出可怜的均匀性和附着力,结果为目标应用程序被认为是无效的。然而,镍涂层均匀性良好,附着力的厚度约8纳米,保护HCCI样品的密度。
研究人员还使用电子背散射衍射(EBSD)测量观察涂层HCCI合金的变形。”很明显,存在磨损表面均匀涂覆镍层保护和预防脆性EC的凿在切片,”Nayak表示。
代表SEM疯牛病的横截面的显微图的示例一个电解镍沉积为30分钟,b无镍电镀。冲橙色和黄色虚线椭圆的椭圆b显示的碎片和弹射M7C3硬质合金。它可以可视化一个倪涂料层的存在已经保护了剥落了碳化物被驱逐。图片来源:Nayak U。P et al .,摩擦学问题
未来的影响
利用新材料和表面涂层技术提高现有材料的质量,从而减少摩擦磨损在机械和其欧洲杯足球竞彩他设备,tribology-related能量损失可以显著改进。2020欧洲杯下注官网
报告状态,长期来看(15年),有潜力减少了40%的全球能源消耗,在短期内,多达18%(8年)。在全球范围内这相当于节约能源消费总量的8.7%左右,这在理论上会抵消当前整个矿业和矿产行业的影响。
气候危机前和当前全球叙事中心,先进的研究和技术改善材料表面磨损和保护一个受欢迎的发展受益巨大范围的行业,从采矿和矿物部门运输和制造业。欧洲杯足球竞彩
引用:
Nayak, U.P.Webel, J。、Pesnel诉等。发展评估地下防护涂层的微观结构的材料。Tribol列托人69、165 (2021)。https://link.springer.com/article/10.1007%2fs11249 - 021 - 01541 - 8
开始,K。、Erdemir摩擦学对全球能源消费的影响,成本和排放。摩擦5,263 - 284 (2017)。https://link.springer.com/article/10.1007%2fs40544 - 017 - 0183 - 5
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