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金屬納米涂層【連載一】

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金屬納米涂層【連載一】

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金屬納米涂層【連載一】
Metallic nano coating [serial 1]

金屬材料中灰鑄鐵和粉末冶金材料是普遍應用的材料?;诣T鐵是一種廣泛使用的工程材料,其生產成本低,并且有許多優良的性能,如優良的減振性、較高的耐磨性、極好的鑄造工藝性和切削加工性,所以目前是工業上應用最廣泛的一類鑄鐵。粉末冶金是一種通用工藝,具有廣闊的應用前景。汽車中的一些總成或部件,諸如發動機、變速器及底盤等都裝有許多粉末冶金零件。

粉末冶金還應用于農業機械、航天等領域,以及用于制造小型與大型器具、辦 公機械、電氣儀表、草場和庭園設備、鎖與小五金零件、醫療設備、越野機械、電動與手動工具、體育用品及自動記錄儀器等。這兩種材料由于其工藝特點,表面力學性能較差,灰鑄鐵在鑄造過程中,由于合金凝固收縮和析出溶解在合金液內的氣體,往往在鑄件中形成肉眼難以發現的疏松和針孔,導致鑄件在液體氣體壓力下產生局部滲漏,產生內部疏松、氣孔等缺陷,從而使其性能受到影響。粉末冶金是用成形-燒結法制造材料與制品的技術,因而粉末冶金件內部孔隙度較大,表面性能較差。若能對這兩種材料進行表面改性,對提高其壽命,改善其表面性能具有重要意義。 

自然界存在多種優良性能的天然生物材料,例如植物中竹、木、荷葉及動物的骨、肌腱、韌帶、貝殼等。組成生物天然復合材料的原始材料(成分)從 多糖到各種各樣的蛋白質、無機物和礦物質,雖然這些原始材料的力學性質并不好,但是這些材料通過優良的復合與構造,形成了具有很高強度、剛度以及韌性的生物天然復合材料 。天然生物材料由于長期進化的結果,形成了適應環境的優良結構和性能,其結構之精細,功能之優異,都為我們進行材料的制備和表面改性提供了天然的藍本。天然生物材料是由無機物和有機物經過分子自組裝而形成的復雜的多級結構。生物體總是從分子/生物大分子自組裝形成細胞器/細胞,細胞間相互識別聚集形成組織,從組織再到器官,最后到單個的生物體,甚至生物個體生存也依賴于群體中個體通過一定的識別/自組織/協同等作用。自然界告訴我們復雜功能的實現大多經歷從小到大(bottom-up)的多尺度分級有序自組織/協同過程。生物分級復合結構,由于在納米和微米尺寸下的周期結構,使其力和穩定性能相對優于其它技術系統。除此之外,為了適應特定的環境,系統能通過變化結構的周期性去優化結構來調整它們的機械性能。

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