长期以来,为了避免机械零件的磨损,减少因磨损产生的机械失效等问题,对磨损表面进行修复一直是研究的热点。机械磨损部件在同一摩擦过程中,磨擦磨损与摩擦修复往往同时存在,摩擦磨损的自适应,自修复是材料学和摩擦学设计的之后目标,金属磨损自修复技术可以明显改善接触和摩擦表面的化学和力学性能,还能对磨损表面进行动态原位修复,降低机械损耗,从而降低能耗和大幅度地延长装备的使用寿命。现有减小摩擦磨损的技术中,有表面化学热处理方法,即对金属的表面进行热处理,通过加入活性介质(氮、碳、硼等),改变表面的化学组成和组织结构,从而很好的减小材料的摩擦磨损。研究人员正在探索金属自修复材料技术与能源领域的结合应用,如核能、新能源等。山东金属表面修复材料网站
金属结构的传统修理方法是铆接、螺接、焊接和其他机械连接等方法,修理之前需要在受损的结构上钻孔或冲孔,削弱了零件强度还产生了密封问题。零件承受负载时,孔的周围会形成应力集中和应力分布不均。为了解决应力集中,若加厚材料,会引起结构重量的增加,应力分布不均匀会降低结构疲劳寿命。钻边的边缘是人为的疲劳源,机械连接处有接触腐蚀的危险,在周期性载荷作思下会发生松动;而铆接和螺接往往费工又费时。目前:金属结构胶接修复主要有两种:高分子聚合金属陶瓷修复金属技术;复合材料修复。金属修复材料供应商金属自修复材料技术需要加强技术标准的制定和管理,以保证产品的质量和安全性。
种用于软电子产品的液态金属-弹性体-增塑剂复合材料,该复合材料具有强大的电路,可自我修复、可重新配置并之后可回收。这是通过一种按需形成导电液态金属网络的压花技术实现的,该网络可以重新加工以重新布线或完全回收软电子复合材料。这些类似皮肤的电子设备可拉伸至 1200% 应变,电阻变化较小,在负载下承受多次损坏事件而不会失去导电性,并在使用寿命结束时被回收以生成新设备。这些具有自适应液态金属微结构的软复合材料可普遍用于软电子和机器人,具有更长的使用寿命和可回收性。一种新型软电子设备,为可自我修复、可重新配置和可回收的设备铺平了道路。这些类似皮肤的电路柔软而有弹性,在负载下承受多次损坏事件而不会失去导电性,并且可以在产品寿命结束时回收以生成新的电路。
对于高分子材料的self healing研究较多较普遍,很多已经应用到了实际的生活中去。而陶瓷材料的自修复也是通过构造复合材料或者通过相变来实现的。金属自修复的报道目前较少。采用高分子金属修复材料现场解决风力发电机变速器轴承室磨损问题,其较大优势就是可实现现场修复,修复效率高,投入人力物力少,其使用寿命甚至超过新部件。针对磨损问题,传统解决办法是补焊或刷镀后机加工修复,但两者均存在一定弊端:补焊高温产生的热应力无法完全消除,易造成材质损伤,导致部件出现弯曲或断裂;而电刷镀受涂层厚度限制,容易剥落,且以上两种方法都是用金属修复金属,无法改变“硬对硬”的配合关系,在各力综合作用下,仍会造成再次磨损。对一些大的轴承企业更是无法现场解决,多要依赖外协修复。研究人员正在寻找更好的方法来解决金属自修复材料技术在长期使用中的老化和疲劳问题。
金属磨损自修复材料是一种以蛇纹石粉体为主要成分的材料,当金属磨损自修复材料被带入摩擦界面后,包括蛇纹石在内的各种粉体在机械零件的摩擦作用下被研磨细化,并使得金属表面的微凸体发生断裂,微凸体发生断裂时产生的闪温(短时间内可高达数百摄氏度)使微粒晶体中的镁原子与金属表层的金属原子发生置换反应,之后在摩擦界面处生成以陶瓷晶体为主要成分的耐磨保护层。金属磨损自修复材料对金属工件的保护效果主要体现在两个方面,一方面是对已经受到磨损的部位进行修复,另一方面是阻碍未磨损的区域形成发生磨损,以阻碍磨损区域的扩大。研究人员正在开发适用于不同压力下使用的金属自修复材料技术,如高压油泵等产品。郑州金属表面修复材料
金属自修复材料可以降低产品的故障率和维修成本,提高用户体验。山东金属表面修复材料网站
液态金属复合材料被证明是软电路的单一系统,具有坚固、可自愈的导电迹线,在不同电阻水平下具有应变不变电阻。未拉伸和回收的样品显示了拉伸前和回收后 LED 的功能(比例尺 - 10 毫米)。b,示意图显示了液态金属微观结构的转变,以实现上述功能——通过压印形成液态金属颗粒网络的导电迹线的应变不变电阻。通过自动重新配置液态金属粒子连接以实现自愈电子设备的耐损伤痕迹。通过擦除先前形成的液态金属网络并通过溶剂擦除方法创建新网络来启用可重整痕迹。通过溶解复合材料来多用软电路,这会擦除所有液态金属网络和电气痕迹,并回收用于新应用。山东金属表面修复材料网站