룰렛 팁
7월 30일, 과학기술일보 기자는 중국과학원 란저우 화학물리연구소에서 연구소 고체 윤활 국가 핵심 연구소의 고온 마찰학 연구 그룹이 연구 중이라는 사실을 알게 되었습니다. 새로운 윤활 및 내마모성 고엔트로피/중엔트로피 합금의 설계 및 준비 성능 제어 및 기타 측면에 대한 체계적인 연구가 수행되어 일련의 진전이 이루어졌습니다. 합금의 저마모를 달성하기 위해 다층 나노 이종 구조 및 조성 변동 특성을 구축하는 새로운 방법이 제시되고 있다. 관련 연구 결과가 최근 종합학술지 '리서치(Research)'에 게재됐다.
새로운 고엔트로피/중엔트로피 합금은 고성능 금속 기반 윤활 및 내마모성 재료의 설계 및 준비에 새로운 영감을 제공하는 많은 새로운 특성을 가지고 있습니다. 재료 과학 및 마찰학 연구의 최전선.
고온 윤활 및 마모를 해결하는 데 중요한 응용 가치가 있습니다. 룰렛 팁
전통적인 합금은 종종 하나 또는 두 개의 주요 금속 요소로 구성되며 다른 합금 요소의 비율은 상대적으로 낮습니다. 고엔트로피/중엔트로피 합금은 최근 몇 년 동안 개발된 새로운 합금으로 기존 합금과 다릅니다. 고엔트로피 합금과 중엔트로피 합금은 다양한 주요 금속 원소로 구성된 합금으로, 주요 금속 원소의 종류와 양만 다릅니다. 일반적으로 고엔트로피 합금은 등가비로 5개 이상의 금속 원소를 포함하고, 중간 엔트로피 합금은 3개의 금속 원소를 포함합니다. 고엔트로피/중엔트로피 합금은 우수한 기계적, 물리적 특성을 많이 나타냅니다.
“고엔트로피/중엔트로피 합금은 조직 구조가 복잡한 이질성을 나타내고, 구성이 다성분 특성을 나타내고,‘농축된 고용체 구조를 포함하는 몇 가지 명백한 특성을 가지고 있습니다. 및 결정 구조는 지속적인 왜곡을 나타냅니다. 중국과학원 란저우 화학물리연구소 연구원인 Cheng Jun은 독특한 이종 구조, 조성 변동, 다단계 나노 석출 상 미세 구조 및 다성분 특성, 높은 엔트로피를 기반으로 한다고 말했습니다. /중엔트로피 합금은 뛰어난 강도룰렛 팁&-플라스틱 조합, 고온 구조 안정성, 마찰 인터페이스 자체 보호, 고온 내산화성 및 기타 새로운 특성을 보여줍니다.
기존 합금과 비교하여 고엔트로피/중엔트로피 합금은 구성 제어를 위한 매우 넓은 공간을 갖습니다. 고엔트로피/중엔트로피 합금의 원소를 대체하거나 추가하거나 빼면 몇 가지 특별한 특성을 가질 수 있습니다. 미세구조와 이종상은 고성능 금속 기반 윤활 및 내마모성 재료의 설계 및 준비에 대한 새로운 아이디어를 제공합니다. 룰렛 팁
Cheng Jun은 기자들에게 고엔트로피/중엔트로피 합금 시스템을 위한 윤활 및 내마모성 부품 설계는 제련, 분말 야금 또는 분사와 같은 프로세스를 사용하여 고엔트로피 재료를 생산함으로써 달성될 수 있다고 말했습니다. 윤활성 및 내마모성 /중간 엔트로피 합금 소재.
“이 새로운 유형의 재료는 항공우주, 철도 운송, 원자력 및 기타 분야의 고급 장비 동작 및 변속기 부품의 고온 윤활 및 마모 문제를 해결하는 데 중요한 응용 가치와 응용 전망을 가지고 있습니다. 전지. ”Cheng Jun이 소개했습니다.
강도, 가소성, 열 안정성 및 내마모성은 기존 합금보다 우수합니다.
중간 및 저온에서는 마찰 표면에서 심각한 탄성-소성 변형, 국부적 파괴 및 연마 마모가 발생합니다. 금속 재료의 계면 및 재료 접착, 연화 변형 및 산화 마모는 고온에서 발생합니다. 이러한 요인으로 인해 금속 재료는 넓은 온도 범위에서 심각한 마찰과 마모를 나타냅니다. 위의 문제에 대응하여 결정립 미세화 및 복합 윤활 단계/내마모 단계는 현재 금속 재료의 내마모성을 향상시키는 주요 수단입니다.
“그러나 이 두 가지 방법은 일반적으로 새로운 문제를 야기합니다. 예를 들어 입자가 나노미터 규모로 미세화되면 마찰 과정에서 나노결정의 심각한 불균일 소성 변형이 발생할 수 있습니다. , 마모 증가; 복합 윤활 단계/마모 방지 단계와 매트릭스 단계 사이의 불일치 인터페이스로 인해 마모 과정에서 마찰 인터페이스가 부서지기 쉬운 파손이 발생할 수 있습니다. ”Cheng Jun이 말했습니다.
연구에 따르면 점차적으로 마찰 응력을 해제할 수 있는 인터페이스 레이어가 마찰 쌍 인터페이스 사이에 도입되면 마찰 과정 중 불균일한 소성 변형 및 인터페이스 불일치로 인한 마모 문제가 크게 줄어들 수 있는 것으로 나타났습니다. 그러나 이러한 특수 인터페이스층은 기존의 준비나 가공 방법으로는 얻기 어렵습니다.
이 문제를 토대로 연구자들은 합금의 조성과 구조 설계를 조절하여 점차적으로 응력을 완화시키는 내구경사 계면을 형성할 수 있는 새로운 유형의 금속 재료를 제조할 수 있는지 고려했습니다. 고온 마찰 시 내마모성 에나멜층이 형성되어 넓은 온도 범위에서 안정적인 저마모 성능을 유지합니다.
고엔트로피/중엔트로피 합금의 고유한 농축 고용체 구조로 인해 기존 합금보다 강도, 가소성, 열안정성, 내마모성과 같은 우수한 특성을 나타낼 수 있습니다. 따라서 연구진은 니켈을 용매로 사용하고 합금 농도를 25 at.%(원자 백분율)에서 50 로 증가시켜 알루미늄, 니오븀, 티타늄, 바나듐의 4가지 원소를 동일한 몰비로 합금 원소로 도입했습니다. ;at.%, 나노 규모의 계층 구조와 조성 변동 특성을 갖춘 새로운 니켈-알루미늄-니오븀-티타늄-바나듐 중간 엔트로피 합금이 준비되었습니다. 용질 원소 간 혼합 엔트로피가 높은 과포화 고용체 구조를 형성하기 위해서는 원소 분말을 32시간 기계적 합금화 과정을 거쳐 면심 입방체 구조와 체심 입방체 구조의 혼합 고용체 분말을 형성해야 한다. 구조.
연구진은 스파크 플라즈마 소결을 사용하여 1050°C에서 분말의 이종 상분리를 유발하고 냉각 후 이를 응고시켰습니다. 최종적으로 나노 결합 입자 상과 계층적 나노 침전 상이 높은 부피 비율로 형성되었습니다. 나노규모의 계층적 구조와 조성 변동 특성을 나타내는 것으로 나타났다. 나노 구조의 이질적인 상의 형성은 합금이 마모로 인한 변형 동안 깊이 방향을 따라 현장에서 구배 인터페이스 층을 형성할 수 있게 해줄 것이며, 쉽게 산화될 수 있는 알루미늄과 니오븀의 고농도 선택은 보호의 신속한 형성을 촉진할 것입니다. 고온 마찰 중 합금. 성적으로 산화된 에나멜 층.
또한, 고농도의 티타늄은 합금 시스템의 격자 왜곡 효과를 크게 향상시켜 마찰 인터페이스 층의 항복 강도를 증가시킬 수 있습니다..
“기존 합금과 비교하여 이 합금의 구조는 계층적 나노 결합 입자로 구성되어 나노 규모 조성 변동 특성을 보여줍니다. 이 독특한 이종 구조를 통해 합금은 실온에서 800°C까지 성능을 발휘할 수 있습니다. ℃의 넓은 온도 범위에서 마모 공정을 수행하면 적응형 마찰 인터페이스 보호 동작이 자발적으로 활성화되어 내마모성 나노 그라데이션 마찰층 또는 에나멜 층을 형성합니다. 이 재료는 고온 내마모 재료로서 중요한 응용 가치를 가지고 있습니다. ”Cheng Jun이 말했습니다. 그는 합금의 조성을 조절할 수 있고룰렛 팁, 열간압착, 분사 등 다양한 공정을 통해 응고, 성형이 가능해 산업화가 기대된다고 보고 있다.