Co to jest powłoka kameleona?

Powłoka kameleona jest rodzajem warstwy powierzchniowej stosowanej do różnych wytwarzanych towarów o właściwościach adaptacyjnych. Zwykle składa się z materiałów zaprojektowanych w skali nanotechnologii wokół wielkości poszczególnych atomów lub małych cząsteczek. Powłoki są zaprojektowane tak, aby mają właściwości, takie jak możliwość zmiany tekstury powierzchni lub dynamicznie reagowanie na wilgoć, ekstremalne temperatury lub środowiska próżniowe, takie jak powłoki pojazdu startowego wielokrotnego użytku w rakierze. Często stosuje się powłoki kompozytowe, które składają się z kilku warstw różnych materiałów w powładzie, aby mogły one samodzielnie lustrywać i mieć niższą niż normalną temperaturę topnienia.

Pierwsze rodzaje powłok sterujących zużycia zaprojektowanych w skali nano opartą na wolframu elementowym, ponieważ jest to tak szeroko stosowany metal w produkcji części metalowych o wysokiej wytrzymałości. Związki takie jak WC, wolframowe połączone z węglem podobnym do diamentu (DLC) i disiarczkiem wolframu, WS _{2 . Metale takie jakTungsten i itrium są często częścią powłoki kameleona, ponieważ ich jakość smarowania jest zapewniana przez suche smary w postaci napędzanego węgla, siarki lub innych nanocząstek, które korzystnie z nimi współdziałają. Złoto i srebrne, E inne często stosowane elementy metalu, ponieważ mają one możliwość wytrzymania wysokiego poziomu gradientu temperatury, w którym mogą wykazywać cechy smarowania po osadzeniu się w strukturze matrycy. Węgiel graficzny jest również zawarty w niektórych formułach jako przydatna przesuwana powierzchnia w obecności wody lub wysokiej wilgotności.}

Przykładem tego, co jest uważane za powłokę kameleonową drugiej generacji od 2004 r., Jest stabilizowana cyrkonia YTTRII (YSZ), forma ceramiki, która jest osadzona w złotej strukturze podobnej do siatki, która otacza nanocząsteczki z zaburzenia molibdenu. Ten szczególny skład powlekania kameleonu może się zapobiecCykle tarcia ślizgającego się 10 000 powtórzeń lub więcej bez poniżania oraz temperatury do 932 ° do 11112 ° Fehrenheita (500 ° do 600 ° Celsjusza). Spowodowało to zainteresowanie różnymi problemami produkcyjnymi w branży lotniczej. Takie powłoki kameleonowe mają zaprojektowanie właściwości Tribology, w których trybologia odnosi się do zdolności powłoki do oporu tarcia, zużycia, a także do samodzielnego lustryki.

Kluczowym aspektem każdej powłoki kameleona jest to, że ma on odwracalną morfologię do swojego składu. Powłoka musi być w stanie zmienić swoje tarcie i zużycie w odpowiedzi na warunki, a następnie zmienić w stanie utajonym bez degradacji chemicznej. Areny, na których jest to ważne, obejmują budowanie elementów konstrukcyjnych i aerodynamicznych dla pojazdów hipersonicznych, które ulegają ekstremalnym stresie fizycznym na dużych wysokościach i prędkościach.

Powłoka kameleona jest zaprojektowana w celu uzyskania szerokiej zmiany właściwości materiału z SCALE One Trlionth of A Metr na jednej dziesiątce milimetra (0,0000000001 do 0,0001 metra). Badania w marcu 2011 r. Dla armii amerykańskiej wyprodukowały powłokę kameleonową złożoną z związków azotków, srebra i MOS _{2 , która ustanowiła światowy rekord trwałości. Materiał jelito ponad 300 000 razy w zakresie temperatury od temperatury pokojowej do 1 292 ° Fahrenheita (700 ° Celsjusza) bez zauważalnej degradacji właściwości materiału.}