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金屬納米涂層【連載一】

2018-10-10 09:37

金屬材料中灰鑄鐵和粉末冶金材料是普遍應用的材料?;诣T鐵是一種廣泛使用的工程材料,其生產(chǎn)成本低,并且有許多優(yōu)良的性能,如優(yōu)良的減振性、較高的耐磨性、極好的鑄造工藝性和切削加工性,所以目前是工業(yè)上應用最廣泛的一類(lèi)鑄鐵。粉末冶金是一種通用工藝,具有廣闊的應用前景。汽車(chē)中的一些總成或部件,諸如發(fā)動(dòng)機、變速器及底盤(pán)等都裝有許多粉末冶金零件。
 
粉末冶金還應用于農業(yè)機械、航天等領(lǐng)域,以及用于制造小型與大型器具、辦 公機械、電氣儀表、草場(chǎng)和庭園設備、鎖與小五金零件、醫療設備、越野機械、電動(dòng)與手動(dòng)工具、體育用品及自動(dòng)記錄儀器等。這兩種材料由于其工藝特點(diǎn),表面力學(xué)性能較差,灰鑄鐵在鑄造過(guò)程中,由于合金凝固收縮和析出溶解在合金液內的氣體,往往在鑄件中形成肉眼難以發(fā)現的疏松和針孔,導致鑄件在液體氣體壓力下產(chǎn)生局部滲漏,產(chǎn)生內部疏松、氣孔等缺陷,從而使其性能受到影響。粉末冶金是用成形-燒結法制造材料與制品的技術(shù),因而粉末冶金件內部孔隙度較大,表面性能較差。若能對這兩種材料進(jìn)行表面改性,對提高其壽命,改善其表面性能具有重要意義。 
 
自然界存在多種優(yōu)良性能的天然生物材料,例如植物中竹、木、荷葉及動(dòng)物的骨、肌腱、韌帶、貝殼等。組成生物天然復合材料的原始材料(成分)從 多糖到各種各樣的蛋白質(zhì)、無(wú)機物和礦物質(zhì),雖然這些原始材料的力學(xué)性質(zhì)并不好,但是這些材料通過(guò)優(yōu)良的復合與構造,形成了具有很高強度、剛度以及韌性的生物天然復合材料 。天然生物材料由于長(cháng)期進(jìn)化的結果,形成了適應環(huán)境的優(yōu)良結構和性能,其結構之精細,功能之優(yōu)異,都為我們進(jìn)行材料的制備和表面改性提供了天然的藍本。天然生物材料是由無(wú)機物和有機物經(jīng)過(guò)分子自組裝而形成的復雜的多級結構。生物體總是從分子/生物大分子自組裝形成細胞器/細胞,細胞間相互識別聚集形成組織,從組織再到器官,最后到單個(gè)的生物體,甚至生物個(gè)體生存也依賴(lài)于群體中個(gè)體通過(guò)一定的識別/自組織/協(xié)同等作用。自然界告訴我們復雜功能的實(shí)現大多經(jīng)歷從小到大(bottom-up)的多尺度分級有序自組織/協(xié)同過(guò)程。生物分級復合結構,由于在納米和微米尺寸下的周期結構,使其力和穩定性能相對優(yōu)于其它技術(shù)系統。除此之外,為了適應特定的環(huán)境,系統能通過(guò)變化結構的周期性去優(yōu)化結構來(lái)調整它們的機械性能。
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