État de la recherche de la technologie auto-nano de surface en titane et en alliage de titane
Jan 14, 2023
État de la recherche de la technologie auto-nano de surface en titane et en alliage de titane
1 Surface self-nano technologie basée sur le meulage mécanique de surface
La méthode de meulage mécanique de surface est la première méthode utilisée pour nanoriser la surface des matériaux. Le projectile dans le récipient hermétique est entraîné par un vibrateur pour vibrer à grande vitesse, et le projectile frappe l'échantillon supérieur à différents angles. Avec l'accumulation du nombre d'impacts, la déformation plastique à la surface du matériau provoque l'affinement progressif du grain.
2 Surface self-nano technologie basée sur le fraisage mécanique de surface
La méthode de fraisage mécanique de surface est un nouveau type de technologie auto-nano de surface métallique développée par Liu et al. L'échantillon cylindrique tourne à une vitesse de v1 par rapport à l'outil hémisphérique WC/Co, et l'outil se déplace axialement le long de l'échantillon traité à une vitesse de v2. La pointe de l'outil est en contact avec la surface de l'échantillon sous l'action d'une pression prédéfinie, et la force de frottement sur la surface de contact produit une zone de déformation plastique.
3 Technologie auto-nano de surface basée sur le grenaillage à haute énergie
La technologie Shot Peening est très courante dans la production industrielle, principalement en lançant un grand nombre de projectiles à grande vitesse pour frapper la surface du matériau, l'amenant à produire une déformation plastique et en modifiant la contrainte interne de la surface pour améliorer les propriétés de surface du Matériel.
4 Technologie auto-nano de surface basée sur l'impact ultrasonique
La technologie d'impact ultrasonique (également connue sous le nom de grenaillage ultrasonique) utilise des ondes ultrasonores à transmettre au terminal d'impact via un mécanisme intermédiaire (un projectile, une tête d'impact ou un percuteur peut être utilisé comme terminal d'impact). L'énorme charge d'impact provoquera la rupture des grains de surface du matériau métallique, entraînant des dislocations à haute densité, réalisant ainsi la nanisation de la surface du matériau.
5 Technologie auto-nano de surface basée sur le bombardement de particules supersoniques
La méthode de bombardement supersonique de particules utilise le principe de l'écoulement biphasique gaz-solide. Le flux d'air supersonique pousse un grand nombre de particules dures à bombarder la surface du matériau. La grande énergie cinétique couplée à des bombardements répétés provoque une déformation plastique sévère de la surface du matériau et un raffinement continu du grain de l'ordre du nanomètre.
6 Technologie self-nano de surface basée sur l'impact laser
La technologie d'impact laser (également connue sous le nom de technologie de grenaillage laser) utilise des impulsions laser de haute puissance pour éclairer la surface du matériau. L'explosion de plasma générée par le chauffage et la vaporisation de la couche absorbante à la surface du matériau produira une onde de choc à haute pression à la surface du matériau, agissant sur la surface du matériau et y générant une contrainte résiduelle.
7 Perspectives
1. La nano-couche de surface obtenue par auto-nanisation de surface est relativement fine, avec une épaisseur inférieure à quelques centaines de microns, ce qui n'est pas suffisamment significatif pour améliorer les performances globales du matériau. L'influence globale des couches nano-structurelles de surface profondes sur les propriétés des alliages de titane peut être étudiée à l'avenir.
2. D'autres technologies de renforcement de surface telles que le revêtement de surface et le dépôt de surface peuvent être intégrées à des processus auto-nanochimiques pour développer des technologies nanochimiques hybrides afin d'améliorer l'efficacité du traitement et d'optimiser les propriétés des matériaux.
3. À ce stade, il existe relativement peu d'études de simulation sur l'auto-nanisation des surfaces en alliage de titane, de sorte qu'il peut être intégré à la mécanique, à la science des matériaux et à d'autres disciplines pour établir la correspondance entre les paramètres de processus pertinents et les gradients de nanostructure à travers des modèles de simulation pour guider le développement de la pratique de l'ingénierie.
4. L'alliage de titane est largement utilisé dans les moteurs d'aviation. Il est très important d'étudier son comportement à la fatigue, à l'usure et à la corrosion dans des conditions de travail complexes telles que des températures élevées, des pressions élevées, des vibrations, etc., et des nano-recherches de surface plus approfondies sont nécessaires.
