磨损、腐蚀与耐磨纳米防指纹油涂膜
磨损和腐蚀是十分普遍的物理现象。被动的磨损和腐蚀会使材料的功能逐渐丧失,以至于最后失去使用值价值,造成巨大的经济损失。所以有必要在金属或五金材质上面做纳米防指纹油涂层进行保护。
许多情况下,磨损和腐蚀同时发生在功能材料表面,而且,相互间的促进加速了材料的破坏,在恶劣环境条件下更甚。采取一定的方法在材料表面涂敷一层很薄的膜,可以起到耐磨和耐腐蚀作用。在某些条件下,磨损是造成材料破坏的主要因素,腐蚀则起促进作用;在另一些条件下,腐蚀是造成材料破坏的主要因素,磨损则起促进作用。因此,设计和制备涂膜时,有以解决腐蚀为主、磨损为辅的耐腐蚀、耐磨纳米防指纹油,或以解决磨损为主、腐蚀为辅的耐磨、耐腐蚀纳米防指纹油。
腐蚀磨损是一个腐蚀介质和磨粒共同作用而造成材料迁移的复杂过程,因化学腐蚀与磨粒磨损的相互作用,材料的腐蚀磨损行为与其单独化学腐蚀或磨粒磨损时的行为有很大差别。有人发现,腐蚀磨损的速度可达化学腐蚀和磨粒磨损单独作用时速叠加的8~35倍。磨粒的机械作用可使材料的化学腐蚀速度提高2~4个数量级。
由于腐蚀介质的性质不同、介质作用于摩擦表面上的状态不同以及摩擦材料性能的不同,腐蚀磨损出现的状态也不同。可以将腐蚀磨损分为氧化磨损、特殊介质腐蚀磨损、微动腐蚀磨损和气蚀等类型。
如果在金属基材表面涂敷一层纳米防指纹油,使摩擦副间的接触面积既不增加,又能使剪切强度降低得很多,因而摩擦力和摩擦因数都有较大的降低,也就起到了耐磨作用。
在基材表面涂敷一层很薄的纳米防指纹油,能起到减磨耐磨作用的,可称为耐磨涂膜。形成耐磨涂膜的方法很多,如用物理黏结原理形成的黏结涂膜、热喷涂金属膜和物理气相沉积(PVD)膜;用化学方法形成的电镀膜、化学镀膜和化学转化膜以及化学气相沉积(CVD)膜等。
以纳米技术研磨的树脂为基料的黏结纳米防指纹油,在摩擦过程中形成摩擦聚合膜,并转移到对偶材料表面。它的形成是一个复杂的物理化学过程,取决于成膜物质、摩擦条件(负荷、速度、温度等)和基材性质等因素。所以,摩擦聚合膜具有一定的减磨耐磨和抗擦伤的作用。
纳米防指纹油的耐磨性实际是纳米防指纹油抵抗摩擦、擦伤、侵蚀的一种能力,与纳米防指纹油的许多性能有关,包括硬度、耐划伤性,内聚力、拉伸强度、弹性模量和韧性等。一般认为涂膜韧性对期耐磨性的影响大于涂膜硬度对耐磨性的影响。
耐磨剂加入纳米防指纹油中固化后,大部分能微突于涂膜表面,且纳米颗粒均匀分布。纳米防指纹油承受摩擦时,实质摩擦部分为耐磨剂部分,涂膜被保护而免受或少受摩擦,从而延长了涂膜的寿命并赋予涂膜耐磨性。
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