Vad är en kameleontäckning?
En kameleonbeläggning är en typ av ytskikt som appliceras på olika tillverkade varor som har anpassningsbara egenskaper. Vanligtvis består det av material konstruerade på en nanoteknologiskala runt storleken på enskilda atomer eller små molekyler. Beläggningarna är utformade för att ha egenskaper såsom förmågan att ändra ytstrukturen eller dynamiskt reagera på fukt, extrema temperaturer eller vakuummiljöer, såsom för återanvändbara sjösättningsfordonsbeläggningar i raketry. Kompositbeläggningar används ofta som består av flera lager av olika material i beläggningen så att den kan vara självsmörjande och ha en lägre än normal smältpunkt.
De allra första typerna av slitkontrollbeläggningar konstruerade i nanoskala baserade sig på elementet volfram eftersom det är en så allmänt använd metall vid tillverkning av högspänningsmetalldelar. Föreningar som WC, volfram sammanslagna med diamantliknande kol (DLC) och volframdisulfid, WS 2 , undersöktes. Metaller som volfram och yttrium är ofta en del av en kameleonbeläggning eftersom deras smörjkvalitet tillhandahålls av torra smörjmedel i form av drivet kol, svavel eller andra nanopartiklar som samverkar gynnsamt med dem. Guld- och silverar och andra vanliga metallelement som används, eftersom de har förmågan att motstå en hög grad av temperaturgradient där de kan uppvisa smörjande egenskaper när de är inbäddade i en matrisstruktur. Grafiskt kol ingår också i vissa formler som en användbar glidyta i närvaro av vatten eller hög luftfuktighet.
Ett exempel på vad som anses vara en andra generationens kameleonbeläggning från och med 2004 är yttria stabiliserad zirkoniumoxid (YSZ), en form av keramik, som är inbäddad i en guldnätliknande struktur som innesluter nanopartiklar av molybdendisulfid, MoS 2 , och diamantliknande kol. Denna speciella kameleonbeläggningskomposition kan tåla glidande friktionscykler på 10 000 repetitioner eller mer utan att försämra, och temperaturer upp till 932 ° till 1112 ° Fahrenheit (500 ° till 600 ° Celsius). Detta har lett till intresset för olika tillverkningsproblem inom flygindustrin. Sådana kameleonbeläggningar är konstruerade för att ha tribologiska egenskaper, där tribologi hänvisar till beläggningens förmåga att motstå friktion, slitage och även ha självsmörjande aspekter.
Den viktigaste aspekten av varje kameleonbeläggning är att den har en reversibel morfologi till dess sammansättning. Beläggningen måste kunna ändra sin friktion och slitage som svar på förhållandena och sedan ändra tillbaka till ett latent tillstånd utan kemisk nedbrytning. Arenor där detta är viktigt inkluderar byggandet av konstruktions- och aerodynamiska element för hypersoniska fordon som genomgår extrem fysisk stress i höga höjder och hastigheter.
En kameleonbeläggning är konstruerad för att ha en omfattande förändring i materialegenskaper från en skala på en trillionmeter av en meter på upp till en tiondel av en millimeter (0,000000000001 till 0,0001 meter). Forskning i mars 2011 för den amerikanska armén har producerat en kameleonbeläggning bestående av nitridföreningar, silver och MoS 2 som har satt världsrekord för hållbarhet. Materialet cyklades över 300 000 gånger genom ett temperaturområde från rumstemperatur upp till 1 292 ° Fahrenheit (700 ° Celsius) utan någon märkbar nedbrytning av materialegenskaperna.