Pagpapakilala sa Nanotechnology sa mga Gear

Ang nanotechnology, ang pag - iimbento ng materya sa atomiko o molekular na sukatan (karaniwan nang 1 hanggang 100 nanometer), ay lumitaw bilang isang malakas na kasangkapan sa mekanikal na inhinyeriya. Ang mga makina ay mahahalagang bahagi sa di - mabilang na mga makina na gumagamit ng mga makina mula sa mga transaksyon ng kotse at mga makina ng eroplano hanggang sa industriyal na mga robot at mga wind turbine. Ang mga katangian nito sa ibabaw ay tuwirang nakakaimpluwensiya sa kahusayan, ingay, pagyanig, at serbisyo. Sa pamamagitan ng paggamit ng nanotechnotechin ang mga ibabaw ng makina, nagagawa ng mga makina sa paggawa at pagbabawas ng mga kakayahan sa paggamit ng enerhiya, pag - sa paggamit ng mga kagamitan sa paggamit ng enerhiya, pag - sa paggamit at sa paggamit ng mga kagamitan sa paggamit ng enerhiya, at sa paggamit ng mga kagamitan sa paggamit ng mga kagamitan sa paggamit sa paggamit sa paggamit ng enerhiya.

Pangunahing mga Materyale ng Nano para sa Pagpapainit ng Gear

Iba't ibang nanomateryal ang ginalugad at ginamit upang pagbutihin ang mga katangian sa ibabaw ng enggranahe.

  • Diamond- Tulad ng Carbon (DLC): [1] Ang mga pahid ng DLC ay nagpapakita ng mga labis na gluelow connection cofits (na kasingbaba ng 0.02) at labis na katigasan. Kapag inilalapat bilang isang nanoscale na manipis na film, malakihang binabawasan ng DLC ang pagdulas ng mga damit at pag-supplik sa mga kartang pang-karga.
  • [Metal Disulfides (MoS2, WS2): Ang mga naka-saping materyales na ito ay nagbibigay ng mahusay na solidong gluesyon.Nanopartikulo ng molybdenum disulfide o tungsten disulfide na nakapaloob sa mga ibabaw ng enggranahe o mga lubrikante ay lumilikha ng mababang mga gawsingit kapag naririnig ang mga eroplano na nakapagpapababa ng pagkiskis at pumipigil sa metal na caltometal contact.
  • AngGraphene at Carbon Nanotubes (CNT): Ang mga Grapheneisenics mataas na tensile na lakas at thermal conductivity ay gumagawa ritong angkop para sa pagpapatibay ng mga ibabaw ng ngiping gear. ang mga CNT ay maaaring idagdag sa mga pambalot o mga lubrikante upang mapabuti ang kargang under bearing capsingity at disipsyon ng init.
  • Ceramic Nanoparticles (Al2O3, Si3N4, Tio2):] Ang pag - aalis ng seramik na nanoparticles sa metal na marices (hal.g., walang elektrong grapiko o tanso) ay lumilikha ng elementong mga pambalot na may mahusay na mga damit na panlaban at panlaban sa kalawang.
  • Ang mga depong statured Hard Coathings (TinN, CrN, TiAlN): Ang pisikal na singaw na nagdedeposito (PVD) ng nanolayered nitrides ay nagbibigay ng matigas at mababang mga patong na quartriction ibabaw na lumalaban sa makunat at madikit na mga damit.

Mga Pakinabang ng Nanotechnology Para sa mga Surface ng Gear

Mas Madaling Matagal at Pagod na Buhay

Ang mga nanocoating at nanostitutional na mga ibabaw ay lubhang nakababawas sa simula at propaksiyon ng mga mikrokrak. halimbawa, ang isang 2–3 ⁇ m DLC coating ay maaaring magpahaba ng gear piting life ng ilang daang porsiyento sa ilalim ng mataas na mga stress ng contact. Ang mga hangganan ng nanoscale grain ay pumipigil sa paggalaw ng distalation, sa gayon ay pinatataas ang epektibong hard ng naturang ngipin sa gilid.

Binabawasan ang Pagkahumaling at Pagkawala ng Enerhiya

Ang mga pagkalugi ng frictional sa mga gearbox ang dahilan ng malaking bahagi ng basura ng enerhiya sa mga mekanikal na sistema.Nanotistal na ibabaw, lalo na ang mga may sariling callubricating na mga katangian tulad ng MoS2 o graphene grapene grapenhanced coatings, ay maaaring magbawas ng codific ng konksyon ng 30–50 % kumpara sa hindi nakasuot ng bakal. Ito ay direktang nagsasalin sa nabawasang heat age, mas mababang temperatura ng pagpapatakbo, at reconducanced fuel o na ipon ng kuryente.

Pagtutol at Pag - iwas sa Pag - abuso sa Koksiyunin

Ang mga hear na kumikilos sa mamasa - masa, dagat, o kemikal na agresibong mga kapaligiran ay madaling kalawangin at paso.Ang mga pambalot na nanocomposite na batay sa alumina o silica ay naglalaan ng makakapal, di - gaanong malinaw na mga hadlang na humahadlang sa nakapipinsalang mga elemento na maabot ang substrate. Isa pa, ang ilang nanoaktibong bagay (hal., cerium oxide nanoparticles) ay maaaring makawala sa mga radikal at mabagal na dumi ng metal at mga tank.

Muling Pagdami ng Nabigasyon

Ang mga nanoparticle na idinagdag sa mga langis o grasa ay gumagana bilang mga ⁇ , ⁇ na gumugulong sa pagitan ng asperities at pampakinis ng contact interface.Naglalagak din sila sa mga metal na ibabaw, na bumubuo ng isang protektibong tribofilm na nag-eebolb sa sarili nito sa panahon ng operasyon. Ang hybrid na solidong respiratoryong squeducation effect na ito ay lalo nang kapakipakinabang sa hangganan at mga halong mga deperensiyang rehimen na karaniwan sa panahon ng pag-umpisa, pag-ikot, o panandaliang labis na mga emerhensiya.

Mga Pamamaraan sa Pagpapatupad ng Nanotechnology sa mga Gear

Mga Nanocoatting sa Pamamagitan ng Vapor Deposition

Ang pisikal na depost deposition (PVD) at kemikal na singaw na depositosyon (CVD) ay malawakang ginagamit upang magdeposito ng manipis (0.5–5 ⁇ ) na mga pahid na nanocomposite. PVD proseso tulad ng magnetron spoketing o cathodic arc explosion ay lumilikha ng siksik, mahusay na rekad na mga patong ng DLC, TN, o CrN sa mga grancement goth. CVD na mga pamamaraan, kabilang ang plasma calceenhanced CVD (PCVD), na nagbibigay ng tiyak na kontrol sa komposisyon at kapal, maging sa mga geoline spine.

Nanostracted Surface Texture

Ang mga stake texting (LST) at shot peening ay maaaring lumikha ng regular na mga disenyong nanoscale (mga stall, groge, o haligi) sa mga grank de deads. Ang mga straktong ito ay gumaganap bilang mga imbakan ng langis at trap ay nagsusuot ng mga basura, binabawasan ang pagkikiskis at pinipigilan ang ikatlong quartobobody stage. Kapag sinamahan ng isang kasunod na nanocoathing, ang mga benepisyo ay additive composure commituredextexture at pinahiran na mga gear ay maaaring magpakita hanggang 60 % mas mababa kaysa sa hindi na mga friction.

Pag - init ng Nanoparticles sa Lubacants at Surface Layer

Ang tuwirang pagdaragdag ng mga nanoparticle sa mga langis ng geox ay isang simple, retrofit comendly approach. MoS2, WS2, graphene oxide, at CuO nanoparticles ay komersiyal na makukuha bilang oil additives. Mas makabagong mga pamamaraan na nag - a - advase threle na may nanoparticles sa pamamagitan ng electrodeposition (e.g, calyrvenue standimond pointure) o sa pamamagitan ng mainit na isotostatic pressment (HP) ng isang na na na na na na naknopoltrikomeral na elemental na element.

Sol physleGel at mga Paraan ng Pagdarasal na Pagpasa

Para sa malalaking enggranahe o mga pagkumpuni sa larangan, ang solol gel coating ay nagbibigay ng isang likidong ruta ng calphase upang makagawa ng mga pelikulang seramik na nanoscale. ang premise solution ay inisprey, isinasawsaw, o pinaiikot sa rostrolycoat sa enggranahe, pagkatapos ay pinagagaling sa thermal upang makabuo ng matigas na oxide layer (hal.g., TO2 o Zro2). Bagaman ang kontrol sa kapal ay hindi gaanong eksakto kaysa PVD, ang mga balot ng sol pelfel ay maaaring ipahid sa singu at magastos sa katamtamangthructive performing.

Mga Hamon at mga Balakid

Sa kabila ng pangako nito, napapaharap sa ilang hadlang ang pagsasama - sama ng mga nanotechnology sa paggawa ng mga enggranahe:

  • Cost and Scalable: Ang mga kagamitang PVD/CVD at mataas na greatpuridad nanoparticles ay nananatiling magastos.Ang ekonomikal na maramihang produksiyon ng mga nanocoated gear para sa mga kagamitang pang-cruit o aplikasyong pang-komersiyo ay nangangailangan ng karagdagang pagbabago sa proseso.
  • Ang pag-uugnayan sa Hertzian (hanggang sa ilang GPa) at pagbaluktot ng cyclic.Ang mahinang pag-aalsa ay maaaring humantong sa deminasyon at kapaha-pahamak na pagkabigo. ang mga progresibong disenyong interlayer at pag-ibabaw ay ginagawa upang mapabuti ang pagbubuklod.
  • Environmental and Health Concerns: Maaaring maging nakalalason ang Nanoparticles kung malanghap o mapakawalan sa panahon ng paggawa o pagtatapon. Ang mga prosesong closed calloop at wastong pangangasiwa ng basura ay mahalaga upang matiyak ang kaligtasan at proteksiyong pang-ekonomiya ng manggagawa.
  • Habang ang mga nanodekadong Durity ng Nanostructure ay nauubos na. Ang ilang mga nanorektibong ibabaw ay bumababa sa paglipas ng panahon habang ang mga nanodekswal na istruktura ay naubusan na ng lakas o nanoparticles ay naitutuon na.Ang patuloy na pananaliksik ay nakatuon sa mga regulador na naglalabas ng mga sariwang nanoparticle sa panahon ng operasyon (hal., sa pamamagitan ng mga imbakang na nakapaloob).
  • Standardization and Testing: May kakulangan sa industriya na may mga pamantayang pang-industriya para sa pag-inog ng mga aparato.[time testing sa ilalim ng makatotohanang karga, bilis, at temperatura ay panahon na anking ngunit kailangan para sa mga equity sa mga kritikal na aplikasyon tulad ng aerospace o medikal na aparato.

Mga Tagubilin at Nagbubuklod na Pananaliksik sa Hinaharap

Sariling Debocuring Gears kasama ng Nano ERSERvoirs

Ang mga mananaliksik ay gumagawa ng mga enggranahe na may micro grooporous na nagsisilbing imbakan ng solidong mga comoline nanoparticle., ang mga butas ay naglalabas ng mga lubrikante sa lugar ng pagdidikit; sa mga panahong walang ginagawa, ang mga popilaryong puwersa ay muling nag - aalis ng mga surpasiyo sa sobrang materyal.

Mahuhusay na Panimpla na May Kaakit - akit na mga Kapsiyon

Ang mga balot na nanocomposite na nakapaloob sa mga aktwal na nanoparticles (hal.g., carbon nanotubes) ay maaaring madoble bilang mga sensor. Sa pagsubaybay ng mga pagbabago sa elektrikal na resistance sa isang ngiping gear, maaaring mapansin ng mga inhinyero ang incipient spalling o pag-eesping sa tunay na panahon.Ang gayong ⁇ phynielmielmian moment golds ay maaaring magdulot na magkaroon ng presperistensiya at mabawasan ang downtime.

Mga Sistema ng Pagpapagal ng Tubig

Ang paghalo ng mga nanocoated gear sa mga nanoparticle groleenhanced oil ay nagbibigay ng mga pakinabang na synergistic. Ang pagpahid ay nagbibigay ng permanenteng fundline performance, habang ang additive package ay umaangkop sa iba't ibang kondisyon ng operasyon. Ang mga maagang pagsubok ay nagpapakita na ang mga dLC greate na may mga graphene platride na sus ay nagkamit ng mga compleks na mababa sa 0.01 sa ilalim ng hangganangrang stabilibid.

Biyometikong Nanostruktura

Palibhasa'y naiguhit ng mga dahon ng lotus at balat ng pating, ang mga inhinyero ay nagdidisenyo ng mga grode na nano gromicro streams na umiiwas sa mga dumi at nagpapalaganap ng langis.

Pagsasaayos

Ang nanotechnology ay nagbibigay ng isang binagong landas upang pagandahin ang mga katangian sa ibabaw ng mga aparato nai - adjust ang mga katangian, binabawasan ang mga friction, at pinangyayari ang ganap na bagong mga gamit na magagamit sa paggawa ng mga aparato mula sa DLC at MoS2 nanocoatings upang pagandahin ang mga grapene gropinated na mga admix at laser refixed na mga ibabaw, ang mga kagamitang makukuha ngayon ay nagpapabuti sa kahusayan ng gearbox sa pamamagitan ng pag - abot sa mga gilid. Ang mga hamon ng halaga, grapia, pagiging ligtas sa kapaligiran ay nananatiling aktibong mga larangan ng pananaliksik, subalit ang bilis ng pagbabago ay bumibilis.

Para sa higit pang pagbasa sa mga nanocoating para sa tribolohiya, tumutukoy sa AZoMichers guide to brilyanteng tulad ng karbon ang nagpahid ng at SPenceDirectitations review of nanocottings in engineering. Para sa isang teknikal na review ng mga nanopartectial adrivivestations, tingnan ang[TL] sa babasahing pang-interials[T][T]:[T] Ang [[T]]]] [[T] [[T] [[T]] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T] [[T]]] [[T]] [[T] [[T] [[T]] [[T]] [[T] [[T]] [