Merisuonten valmistuksessa ja ylläpidossa merikomponentit kohdistuvat äärimmäisiin käyttöympäristöihin, etenkin korkean lämpötilan ablaation haasteeseen, joka rajoittaa heidän käyttöelämäänsä suuresti. Tässä artikkelissa keskitytään innovatiiviseen käsittelymenetelmään, jonka tarkoituksena on parantaa titaaniseosmateriaalien ablaatiokestävyyttä käsittelemällä niitä kromikerroksella pinnallaan tietyn prosessin kautta. Laser -ablaatiokokeiden avulla, jotka simuloivat laivan todellista toimintaympäristöä, tarjoamme käsityksen tämän prosessointikäsittelyn vaikutuksista titaaniseosten ja kromipinnoitteiden ominaisuuksiin.
Merisuunnittelutekniikan jatkuvan edistymisen myötä laivan komponenttien suorituskykyvaatimukset ovat yhä tiukempia. Titaaniseos, jolla on erinomaiset mekaaniset ominaisuudet ja korroosionkestävyys, on tärkeä sijainti laivanrakennuksessa. Korkean lämpötilan ablaatio meriympäristössä on kuitenkin edelleen suuri haaste, joka rajoittaa sen soveltamista. Tämän haasteen vastaamiseksi olemme ottaneet käyttöön edistyneen prosessointitekniikan titaaniseosten käsittelemiseksi kromipinnoilla, jotta niiden ablatiivista korroosionkestävyyttä tehostaa.
Käsittelymenetelmä ja materiaalien valmistelu
Titaniumseos-substraatin käsittely: Titanium seosraaka-aine leikattiin vakiokokoon (2 cm × 1 cm × 0. 5 cm) näytteisiin tarkkuuslangan leikkaustekniikan avulla. Myöhemmin kiillottamiseen käytettiin 1500 hiekkapaperia, sitten hiomapasta käytettiin piilahoidon hiomiseen ja lopulta ultraäänipuhdistusta käytettiin pinta -epäpuhtauksien poistamiseen substraatin pintapinnan varmistamiseksi.
Kromipinnoitteenkäsittely: Kromipinnoite kerrostettiin valmistettujen titaaniseosnäytteiden pintaan käyttämällä edistynyttä kaari -pinnoitustekniikkaa. Kontrolloimalla tarkkaan tyhjiö (6 × 10^-3 PA), lämpötila (300 astetta), NH3 -paine (2 ~ 3 pa) ja bias -jännite (800 ~ 1000 V), kromin päällyste varmistetaan tasaiseksi ja tiheäksi, ja kerrostusaikaa säädetään 10 ~ 20 minuutissa.
Laser -ablaatiokoe ja tulosanalyysi
Sarja laser -ablaatiokokeita suunniteltiin arvioimaan jalostetun titaaniseoksen ja kromipinnoitteen ablaatiokestävyyttä. Kokeissa käytettiin kotitekoista pitkää pulssin leveyslaseria (malli FLK-TIX6409Hz) simuloidakseen laivan osien ablaatioprosessia korkean lämpötilan ympäristössä säätämällä pulssienergiaa ja pulssien lukumäärää.
Kokeelliset tulokset osoittavat, että käsittelemättömän titaaniseos -substraatin pinnalla on suuria ja syviä ablaatiokraattereita laser -ablaation alla, ja suuri määrä halkeamia keskialueella, vaikkakin sileä, ja paksu oksidin kertyminen reuna -alueelle. Sitä vastoin prosessoidun titaaniseoksen pinnalla oleva kromipinnoitettu kerros osoitti parempaa ablaatiokestävyyttä samoissa olosuhteissa, matalammilla ablaatiokaivoilla ja vähemmän halkeamilla ja huomattavasti vähemmän oksidin kertymisellä.
Skannauselektronimikroskopian (SEM) ja energian dispergoivan spektroskopian (EDAX) mikro-morfologian ja ablatoitujen pintojen koostumuksen analyysin avulla havaitsimme, että kromipinnoitus esti tehokkaasti korkean lämpötilan hapen välittömän eroosion titaaniseos-substraattissa ja vähensi hapettumisreaktioiden esiintymistä.
Johtopäätös ja näkymät
Tässä tutkimuksessa titaaniseosten ja kromipinnoitteiden ablaatiokestävyys parani onnistuneesti innovatiivisilla prosessointimenetelmillä. Kokeelliset tulokset osoittavat, että kromipinnoitteella on tärkeä rooli titaaniseos-substraatin suojaamisessa korkean lämpötilan ablaatiolta, mikä pidentää merkittävästi laivan komponenttien käyttöiän. Tulevaisuuden tutkimuksessa voidaan tutkia edelleen eri prosessointiparametrien vaikutuksia pinnoitteen suorituskykyyn sekä korkeamman suorituskyvyn suojaavien pinnoitusmateriaalien kehittämiseen korkean suorituskyvyn osien kiireellisen kysynnän tyydyttämiseksi laivanrakennuksen alalla.
