Ang paglutas ng misteryosong kababalaghan ng mga kamangha-manghang magagandang disenyo ng vortex ay maaaring mapabuti ang kahusayan ng malamig na spray

Sa tuktok ay nakikita ang isang malamig na patong na tanso na may napaka nakikita na mga istraktura ng vortex na umiikot sa paligid ng isang aluminyo na substrate sa ilalim (imaheng EBSD). May-akda: Trinity College Dublin

Ang isang internasyonal na pangkat ng mga mananaliksik ay nalutas ang isang kakatwang kababalaghan kung saan ang kamangha-manghang magagandang istraktura ng vortex ay lumitaw sa pagitan ng mga materyal na idineposito sa mga bahagi ng engineering na ginamit sa iba’t ibang mga kundisyon – mula sa mga space shuttle hanggang sa mga gamit sa bahay at pang-araw-araw na mga sasakyan sa transportasyon.

Ang pagtuklas ay maaaring sa wakas ay dagdagan ang kahusayan ng malamig na proseso ng aplikasyon ng aerosol (CS) kung saan nabuo ang mga istrukturang ito – hindi isang maliit na pagsasaalang-alang mula sa isang pang-pinansyal o pag-andar na pananaw, na ibinigay na ang ilang mga materyal na nilikha ng CS ay dinadala sa limitasyon sa panlabas space.

Ang pambungad ay matatagpuan sa harap na pabalat ng isang pang-internasyonal na magasin, Mga materyales at disenyo.

Cold spray (CS) at kahusayan sa aplikasyon (DE)

Pinapayagan ng CS ang pagbuo ng mga patong, karaniwang metal, sa materyal na substrate. Kapaki-pakinabang ang pamamaraan sapagkat hindi ito nangangailangan ng mga inhinyero na maabot ang natutunaw na punto ng mga materyales para sa isang kumbinasyon ng mga patong at substrate.

Ang mga particle (o metal na pulbos) na may isang tipikal na lapad tungkol sa laki ng isang buhok ng tao na gumagalaw sa bilis na supersonic sa pamamagitan ng isang pabilis na gas sa buong ibabaw ng substrate.

Ang pagpapapangit ng plastik ay susi sa prosesong ito; bawat maliit na maliit na maliit na butil ay deformed sa epekto at nagiging sanhi ng isang kumplikadong proseso ng pagbubuklod na nagreresulta sa pagdidikit ng substrate at pagdirikit ng maliit na butil pagkatapos ng pagbuo ng unang layer ng sedimentation.

Gayunpaman, hindi lahat ng mga particle ay nananatili. Sinusukat ng kahusayan ng aplikasyon (DE) ang ratio ng pagtitiwalag at rebound. Halimbawa, ang isang DE ng 50% ay nangangahulugang 50% lamang ng mga papasok na daloy ng mga particle ang sumunod sa sakop na lugar.

Ang kawalan ng husay ng proseso ay isang pangunahing balakid na ibinigay na ito ay isang mamahaling pamamaraan, kaya’t ang pagtaas ng kahusayan (at pagbawas ng mga gastos) ay isang pangunahing lugar ng pagsasaliksik.

Mga istruktura ng Vortex

Sa loob ng mahabang panahon, naobserbahan ng mga inhinyero ang mga kakaibang, mala-vortex na istraktura sa interface sa pagitan ng mga coatings at substrates. Ang mga ito ay higit na maliit kaysa sa mga maliit na butil na nagpakita ng misteryo: ano ito at paano ito nabubuo?

Ano pa, ang mga istrakturang ito ay hindi palaging lilitaw, at kapag lumitaw ito, nagpapakita sila ng medyo random.

Si Rocco Lupo, isang associate professor sa Trinity College School of Engineering sa Dublin, na siyang superbisor, ay nakipagtulungan sa mga malalapit na kasamahan at eksperto sa Tsina, US, Czech Republic at kasama ang Modern Mikroskopyo Laboratoryo (AML) sa Trinity upang malutas ang misteryo.

Sinabi niya:

“Nalaman namin na ang mga interface vortice ay nabubuo lamang kapag ang proseso ng CS ay hindi gumagana ng maayos, at samakatuwid ay may mababang halaga ng DE. Sa mababang kahusayan ng isang surfacing ang karamihan ng mga sprayed particle bounce off pagkatapos ng kanilang impluwensya. Naging sanhi ng matinding pagpapapangit ng plastik ng patong ng unang layer at ang substrate, humantong ito sa isang “epekto ng martilyo”, na hahantong sa pagbuo ng mga vortice.

“Ang pormasyon na ito ay nakasalalay din sa kombinasyon ng materyal na patong-substrate, kung saan ang mga materyales sa patong ay dapat magkaroon ng sapat na mataas na density upang makabuo ng sapat na enerhiya upang lumikha ng isang malaking pagpapapangit ng plastik ng patong ng unang layer at substrate. Bilang karagdagan, ang mga materyales sa substrate ay hindi maaaring maging napakahirap na mapailalim sa pagpapapangit ng plastik.

“Posibleng ang aming pagtuklas ay maaaring makatulong na mapabuti ang pagdirikit sa pagitan ng mga malamig na spray na coatings at substrates. Upang makinabang mula rito, habang pinapanatili ang isang makatuwirang pagiging epektibo ng gastos ng proseso, ang isa ay maaaring unang lumikha ng isang interface ng paghahalo sa pamamagitan ng paglalapat ng isang mababang kahusayan na DE, at pagkatapos ay gumawa ng isang patong gamit ang na-optimize na mga parameter ng pagproseso “.

Si Shuo Yin, isang associate professor sa Trinity School of Engineering, na siyang unang may-akda ng papel at isang nangungunang iskolar sa papel, ay nagdagdag:

“Ito ay isang mahusay na pagsisikap na magkakaibang disiplina na nagbigay ng ilaw sa isang kababalaghan na tuliro ang lipunan sa loob ng ilang panahon. Ang proseso ng CS ay hindi gagana kapag natunaw ang hilaw na materyal, na kung saan ay nakabenta sapagkat nangangahulugan ito ng mga limitadong lugar na hindi malantad sa init, mga pagbabago sa mikrostruktura, o pagpapapangit ng mga huling produkto.

“Sa kabila ng pag-unlad, ang CS ay nasa pag-unlad pa rin, kaya’t bahagi ng aming trabaho ay nakatuon sa pagpapabuti ng kahusayan sa pag-surf, kalidad ng patong at lakas ng bono ng substrate at patong. Inaasahan namin na ang pagtuklas na ito ay magbubukas ng pintuan para sa karagdagang pagpapabuti sa direksyong ito. ”

Sanggunian: “Mga kundisyon para sa pagbuo ng mga interface ng paghahalo ng vortex sa mga malamig na spray” Shuo Yin, Yang Tsizek, Yang Cooper, Mustafa Hassani, Xiaotao Luo, Richard Jenkins, Yinchun Xie, Wen Li at Rokalupa, Disyembre 30, 2020, Mga materyales at disenyo.
DOI: 10.1016 / j.matdes.2020.109444

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang lumalaking problema ng “malalim na heograpiya”

Ang maaaring mukhang isang imahe ng Tacoma ay talagang isang simulate na nilikha sa pamamagitan ng paglilipat ng mga biswal na imahe ng Beijing...

Bagong Milky Way Exterior Destroyers Bagong Sky Map ay Inilabas – Madilim na Mahalagang Mga Konsepto ay Maaaring Magbigay ng Bagong Eksperimento

Ang mga astronomo ay naglabas ng isang bagong celestial map ng Milky Way galaxy na pinakamalapit sa aming kalawakan. Kredito: NASA / JPL-Caltech...

Susunod na Generation Stable Pop-Up na Istraktura na inspirasyon ni Origami

Ni Harvard John A. Paulson School of Engineering at Applied Science Abril 22, 2021 Ang hindi masusunog na kanlungan na ito ay hindi natatakpan ng makapal...

Pinalitan ng DNA ang Y Chromosome na Nag-aambag ng Maikling Buhay na Buhay sa Mga Lipad ng Lalaki

Pagpapayaman ng Heterochromatin sa lahat ng mga chromosome. Immunofluorescence stain ng H3K9me3 sa male mitotic chromosome. Bar scale ay 50μm. Kredito:...

Pinapayagan ng mga polimer na kumakain ng polimer ang “biodegradable” na mga plastik na tunay na masusunog

Ang ginagamot na plastik (kaliwa) ay naghiwalay pagkatapos ng tatlong araw lamang sa karaniwang pag-aabono (kanan) at ganap na makalipas ang dalawang linggo. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.