Tiến trình kỹ thuật của lớp sơn tổng hợp ốp laser và lớp phủ gốm
Với việc cải thiện liên tục các yêu cầu về hiệu suất vật liệu trong thiết bị hàng không vũ trụ và năng lượng, các hệ thống vật liệu đơn truyền thống không còn có thể đáp ứng nhu cầu. Bột tổng hợp và công nghệ phủ gốm, thông qua thiết kế hợp tác của "độ bền kim loại + độ cứng gốm", đang vượt qua giới hạn hiệu suất của công nghệ ốp laser. Bài viết này có hệ thống giải thích một cách có hệ thống những tiến bộ mới nhất trong lĩnh vực này từ thiết kế vật liệu, tối ưu hóa quy trình đến xác minh kỹ thuật.
Tăng cường cơ chế của bột composite
Coated powders use a core-shell structure to solve the oxidation problem of carbides. In typical Ni-coated WC powders, a 5-15μm nickel shell forms a (W,Ni) solid solution transition layer under laser action, reducing the carbon loss rate from 28% in mechanical mixing to below 5%. The more advanced in-situ synthesis technology uses the Ti+C→TiC reaction. When the power density >3 × 10⁴ w/cm², 50-100 NM TIC có thể thu được. Một ứng dụng vòng mang của công nghệ này đã giảm tốc độ hao mòn xuống còn 1,8 × 10⁻⁶ mm³/n · m.
So sánh hiệu suất của các hệ thống gia cố cacbua
Các thử nghiệm so sánh cho thấy cường độ liên kết giao thoa của bột phủ đạt 580 MPa, tăng 65% so với trộn cơ học. Thiết kế phân phối kích thước hạt đặc biệt quan trọng: 50-150 Các hạt thô MM chịu tải trọng chính và 5-20 μm các hạt mịn lấp đầy các khoảng trống. Một lưỡi tuabin hơi bằng cách sử dụng sơ đồ Ni 60+35%Wc (loại được phủ) đã mở rộng tuổi thọ dịch vụ của nó từ 8, 000 giờ lên 15, 000 giờ, xác minh giá trị kỹ thuật của công nghệ này.
Chuẩn bị thách thức của lớp phủ gốm
Lớp phủ gradient zirconia làm giảm 60% ứng suất nhiệt thông qua thiết kế chuyển tiếp từ kim loại → 70% kim loại +30% gốm → gốm tinh khiết. Tối ưu hóa tham số quá trình cho thấy công suất của 2-4 kW với tốc độ quét 5-15 mm/s và tốc độ vòng của 30-50% có thể làm cho mật độ crack<0.5 pieces/mm. An aero-engine combustor applied with this technology has a thermal cycle life of 3,000 times (the original technology only had 800 times).
Đột phá trong các ứng dụng y sinh
Lớp phủ hydroxyapatite (HAP) làm tăng độ kết tinh (chiều rộng nửa đỉnh XRD 0. 38 độ → 0. 25 độ) thông qua 3%F⁻ thay thế và thêm 3%MgO thúc đẩy sự kết dính xương. Các thí nghiệm trên động vật cho thấy thời gian tích hợp xương của lớp phủ FHA được sửa đổi được rút ngắn xuống còn 8 tuần (ban đầu 12 tuần) và cường độ liên kết liên kết đạt đến 35 MPa. Công nghệ này đã được áp dụng cho các thử nghiệm lâm sàng về cấy ghép nha khoa với tỷ lệ thành công ban đầu là 98,5%.
Các thành phần cốt lõi của hệ thống ốp laser
Phần kết luận
Công nghệ lớp phủ tổng hợp phải đối mặt với ba hướng nghiên cứu chính: Phát triển một mô hình lý thuyết hợp tác đa quy mô; Thiết lập các tiêu chuẩn đánh giá hiệu suất dịch vụ (như phương pháp kiểm tra sốc nhiệt); Giảm chi phí chuẩn bị của bột tráng. Chúng tôi nên thành lập một tập đoàn y tế-nghiên cứu đại học công nghiệp "để tập trung vào việc vượt qua các công nghệ tắc nghẽn như lớp phủ TA cho stent tim mạch và vật liệu gradient zro₂-hap cho khớp nhân tạo.