2008年11月19日
摩擦是任何机器的克星。当移动部件受到摩擦,需要更多的能量移动,机器不作为有效地运营,部分有磨损的倾向。
的照片AlMgB14涂层钢衬底。基质是斑驳的结构左边照片和涂层薄,黑暗地带沿着边缘的钢。(钢上的瑕疵是硬质合金夹杂物)涂层的厚度约为2 - 3微米(大约10/1000英寸)
但如果你能制造零件,强硬,“滑”表面,会有更少的摩擦,需要更少的输入能量和部分会持续更长时间。美国能源部的艾姆斯实验室的研究人员合作与其他研究实验室、大学和工业合作伙伴来开发这样一个涂层。
“如果你考虑一个泵,水泵或液压泵,它有一个涡轮机,流体移动,”布鲁斯·库克说艾姆斯实验室科学家、首席调查员四年,300万美元的项目。“当转子转动时,在接触表面的摩擦生成叶片和住房,或定子。这种摩擦转化为额外的扭矩需要操作泵,尤其是在启动。此外,表面的摩擦导致退化,从而降低效率和泵的使用寿命。启动泵,需要额外的能量,你不能运行它在其最佳效率(高速度),因为它会磨损得更快。”
应用涂层刀片,减少摩擦,提高耐磨性有显著效应提高泵的效率,用于各种工业和商业应用。据厨师,政府的计算表明,适度增加泵效率造成使用这些nanocoatings可以减少美国工业能源使用2030年到31万亿年每年的热量,或每年节省1.79亿美元。
涂层的厨师正在调查是一个boron-aluminum-magnesium陶瓷合金他发现同艾姆斯实验室研究员和爱荷华州立大学材料科学与工程教授艾伦·罗素大约八年前。亚博网站下载亚博老虎机网登录BAM的绰号,材料表现出特殊的硬度,研究已经扩展到包括二硼化钛的合金。
在许多应用程序中更成本有效应用耐磨材料作为涂层比陶瓷的制造一个完整的部分。亚博网站下载幸运的是,BAM材料适合应用程序作为硬,耐磨涂层。处理ISU材料科学家Alan常数,亚博网站下载团队利用脉冲激光沉积技术上沉积一层薄薄的合金液压泵叶片和钨硬质合金刀具。厨师正在与伊顿公司流体动力设备的领先制造商,使用另一个,更多的商业规模技术被称为磁控溅射放下耐磨涂层。app亚博体育
硼化泵并不是唯一申请nanocoatings。集团正在与格林利公司,主要工业刀具制造商,更持久的涂层刀具。如果一个工具削减和减少摩擦,需要更少的作用力,这直接转化为减少所需的能源加工操作。
测试涂料、项目团队包括彼得·j·布劳和小君曲在全国领先的摩擦磨损研究设施在美国能源部橡树岭国家实验室,或ORNL,在田纳西州。初始测试显示摩擦减少相对于一个裸表面的至少一个数量级AlMgB14-based涂层。在初步的测试中,涂层也似乎比其他类金刚石碳和TiB2涂层等。
在一个单独的,但有些相关项目,库克正在与ORNL的研究人员,密苏里科技大学,阿尔伯塔大学的,和私人公司开发涂料在高压水射流切割工具和严重服务阀门零件受到磨料磨具和其他极端条件。亚博老虎机网登录
“这是一个很好的例子,发展先进材料与节能的直接相关,”库克说。亚博网站下载“虽然最初发现不是通过设计,我们做了大量的基础研究试图找出这些材料的分子结构,是什么给了他们这些属性和我们如何使用这些信息来开发其他类似的材料。”亚博网站下载
两个项目的资金是由美国能源部的能源效率和可再生能源办公室。基于BAM许可Newtech陶瓷、一个爱荷华州的公司坐落在得梅因。ISU研究基金会提供了近60000美元资金用于开发的材料样品营销作为创业的努力的一部分。
艾姆斯实验室是美国能源部科学办公室实验室操作由爱荷华州立大学为美国能源部。亚博老虎机网登录艾姆斯实验室创建创新的材料、技术和能源解决方案。亚博网站下载我们用我们的专业知识,独特的能力和跨学科合作解决全球挑战。