Forskere styrker det svageste led i fremstilling af stærke materialer

Industriel og bilmaskiner, såsom bildele i motordele, indeholder materialer, der er, varme-, have på-, og korrosionsbestandig. De er kendt som "super engineering plast, "og de fortsætter med at revolutionere fremstillingsprocesser. Selvom de faktisk er plastik, de er meget stærkere end den typiske plast, vi støder på i hverdagen. Disse materialer, imidlertid, skabe et ætsende miljø under fremstilling.

Det ændrer sig med en ny innovation udviklet af et team af forskere med base i Japan. De designede en ny metode til at forbedre slid- og korrosionsbestandigheden af ​​de maskiner, der producerer super engineering plast. Forskerne offentliggjorde deres resultater den 27. august i npj Materialer Nedbrydning , en Nature journal.

"Det globale marked for superingeniørplast er vokset i de seneste år, fordi de har en bemærkelsesværdig høj temperaturbestandighed, god mekanisk styrke og enestående kemikalie- og opløsningsmiddelresistens i miljøer med høj temperatur, "sagde Kenta Yamanaka, papirforfatter og lektor i deformationsbehandling ved Institute for Materials Research på Tohoku University. "Imidlertid, under fremstillingsprocessen, Den frem- og tilbagegående skrue i fremstillingsapparatet lider normalt af hyppigt slidstab, fordi de halvflydende råmaterialer normalt indeholder et stort antal glasfibre som forstærkning. "

Superingeniørplast nedbrydes også til svovlgas, fremkalder et meget ætsende miljø ud over de høje fysiske slidforhold. Skruerne i produktionsmaskinerne kan ikke modstå et sådant miljø længe.

For at rette op på dette problem, Yamanaka og forskerne studerede en stållegering kendt som højhastighedsstål, som i øjeblikket hovedsageligt bruges til værktøjer. Ifølge Yamanaka, stålet har fremragende mekaniske egenskaber ved rum og forhøjede temperaturer, men det er sårbart over for korrosion.

Forskerne brugte en legering baseret på højhastighedsstål og behandlede det med kobber.

"Slid- og korrosionsbestandighed af stål viser generelt et afvejningsforhold, "Sagde Yamanaka." I denne undersøgelse, vi demonstrerer, at tilsætning af sporkobber til stål med høj hårdhed forbedrer legeringernes korrosionsbestandighed markant, resulterer i en fremragende kombination af slid- og korrosionsbestandighed. "

Efter analyse af legeringen gennem billeddannelse og eksperimentelle undersøgelser, forskerne fandt ud af, at de med succes havde udviklet et stærkt slid- og korrosionsbestandigt stål. Næste, de planlægger at undersøge legeringens egenskaber yderligere til anvendelse på andre felter.