Hva er et kameleont belegg?
Et kameleont belegg er en type overflatelag påført forskjellige produserte varer som har tilpasningsdyktige egenskaper. Vanligvis er det sammensatt av materialer konstruert i en nanoteknologiskala rundt størrelsen på individuelle atomer eller små molekyler. Beleggene er designet for å ha egenskaper som evnen til å endre overflatetekstur eller dynamisk reagere på fuktighet, ekstreme temperaturer eller vakuummiljøer som for gjenbrukbare kjøretøybelegg i raketter. Komposittbelegg blir ofte brukt som består av flere lag med forskjellige materialer i belegget, slik at det kan være selvsmørende og ha et lavere enn normalt smeltepunkt.
De aller første typene slitasje-kontrollbelegg konstruert i nanoskala var basert på elementet wolfram siden det er et så mye brukt metall i produksjonen for høyspente metalldeler. Forbindelser som WC, wolfram slått sammen med diamantlignende karbon (DLC) og wolframdisulfid, WS 2 , ble undersøkt. Metaller som wolfram og yttrium er ofte en del av et kameleonbelegg fordi deres smørekvalitet tilveiebringes av tørre smøremidler i form av drevet karbon, svovel eller andre nanopartikler som samvirker gunstig med dem. Gull og sølv er andre hyppige metallelementer som brukes, da de har evnen til å motstå et høyt nivå av temperaturgradient hvor de kan utvise smøreegenskaper når de er innebygd i en matrisestruktur. Grafitt karbon er også inkludert i noen formler som en nyttig glideflate i nærvær av vann eller høy luftfuktighet.
Et eksempel på det som anses å være et andre generasjons kameleonbelegg fra og med 2004 er yttria-stabiliserte zirkonier (YSZ), en form for keramikk, som er innebygd i en gullnettlignende struktur som innkapsler nanopartikler av molybdendisulfid, MoS 2 , og diamantlignende karbon. Denne spesielle kameleonbeleggssammensetningen kan tåle glidende friksjonssykluser på 10.000 repetisjoner eller mer uten å forringe, og temperaturer opp til 932 til 1.112 ° Fahrenheit (500 til 600 ° C). Dette har brakt det til interesse for forskjellige produksjonsproblemer i luftfartsindustrien. Slike kameleonbelegg er konstruert for å ha tribologiske egenskaper, der tribologi refererer til beleggets evne til å motstå friksjon, slitasje og også ha selvsmørende aspekter.
Det viktigste aspektet ved ethvert kameleont belegg er at det har en reversibel morfologi i forhold til sammensetningen. Belegget må kunne endre friksjon og slitasje som respons på forholdene og deretter skifte tilbake til en latent tilstand uten kjemisk nedbrytning. Arenas der dette er viktig, inkluderer bygging av strukturelle og aerodynamiske elementer for hypersoniske kjøretøy som gjennomgår ekstrem fysisk belastning i store høyder og hastigheter.
Et kameleont belegg er konstruert for å ha en omfattende endring i materialegenskaper fra en skala fra en billion en meter på opp til en tidel av en millimeter (0,000000000001 til 0,0001 meter). Forskning i mars 2011 for den amerikanske hæren har produsert et kameleont belegg sammensatt av nitridforbindelser, sølv og MoS 2 som har satt verdensrekord for holdbarhet. Materialet ble syklet over 300 000 ganger gjennom et temperaturområde fra romtemperatur opp til 1 292 ° Fahrenheit (700 ° C) uten noen merkbar nedbrytning av materialegenskapene.