Cos'è un rivestimento di camaleonte?
Un rivestimento di camaleonte è un tipo di strato superficiale applicato a vari beni fabbricati con qualità adattive. Di solito, è composto da materiali progettati a una scala di nanotecnologia attorno alla dimensione di singoli atomi o piccole molecole. I rivestimenti sono progettati per avere proprietà come la capacità di cambiare la consistenza della superficie o rispondere dinamicamente all'umidità, agli estremi di temperatura o agli ambienti a vuoto come per i rivestimenti per veicoli di lancio riutilizzabili nella mischia. I rivestimenti compositi vengono spesso utilizzati costituiti da diversi strati di materiali diversi nel rivestimento in modo che possa essere auto-lubrificante e avere un punto di fusione inferiore al normale.
I primi tipi di rivestimenti di controllo dell'usura progettati su una scala nano erano basati sull'elemento tungsteno poiché è un metallo così ampiamente utilizzato nella produzione per parti metalliche ad alta stress. Sono stati studiati composti come WC, tungsteno con carbonio a diamante (DLC) e disolfuro di tungsteno, WS 2 . Metalli comeIl tungsteno e l'YTRIUM fanno spesso parte di un rivestimento di camaleonte perché la loro qualità lubrificante è fornita dai lubrificanti secchi sotto forma di carbonio, zolfo o altre nanoparticelle che interagiscono favorevolmente con loro. Oro e argento, e altri frequenti elementi metallici utilizzati, in quanto hanno la capacità di resistere a un alto livello di gradiente di temperatura in cui possono mostrare qualità lubrificanti quando sono incorporate all'interno di una struttura a matrice. Il carbonio grafitico è anche incluso in alcune formule come utile superficie scorrevole in presenza di acqua o alta umidità.
Un esempio di quello che è considerato un rivestimento di camaleonte di seconda generazione dal 2004 è la zirconia stabilizzata da YTTRIA (YSZ), una forma di ceramica, che è incorporata in una struttura a griglia d'oro che incapsula nanoparticelle di molibdeno disolfuro, Mos /sub> e carbonio. Questa particolare composizione di rivestimento camaleonte può esserecicli di attrito scorrevole dure di 10.000 ripetizioni o più senza degrado e temperature fino a 932 ° a 1.112 ° Fahrenheit (da 500 ° a 600 ° Cessius). Ciò lo ha portato all'interesse di varie preoccupazioni manifatturiere nel settore aerospaziale. Tali rivestimenti camaleonti sono progettati per avere proprietà della tribologia, in cui la tribologia si riferisce alla capacità del rivestimento di resistere all'attrito, all'usura e ad avere anche aspetti auto-lubrificanti.
L'aspetto chiave di qualsiasi rivestimento di camaleonte è che ha una morfologia reversibile alla sua composizione. Il rivestimento deve essere in grado di cambiare l'attrito e l'usura in risposta alle condizioni e quindi tornare in uno stato latente senza degrado chimico. Le arene dove ciò è importante includono nella costruzione di elementi strutturali e aerodinamici per veicoli ipersonici che subiscono stress fisico estremo ad alte quote e velocità.
Un rivestimento camaleonte è progettato per avere un ampio cambiamento nelle proprietà del materiale da un SCAle di un trilionario di un metro fino a un decimo di un millimetro (0,0000000001 a 0,0001 metri). La ricerca nel marzo 2011 per l'esercito americano ha prodotto un rivestimento di camaleonte composto da composti di nitruro, argento e MOS 2 che ha stabilito un record mondiale per la durata. Il materiale è stato pedalato oltre 300.000 volte attraverso un intervallo di temperatura dalla temperatura ambiente fino a 1.292 ° Fahrenheit (700 ° Celsius) senza alcun degrado evidente nelle proprietà del materiale.