Industriële en automobielmachines, zoals automotoronderdelen, materialen bevatten die warmte-, dragen-, en corrosiebestendig. Ze staan ​​bekend als "super engineering plastics, " en ze blijven productieprocessen revolutioneren. Hoewel ze eigenlijk van plastic zijn, ze zijn veel sterker dan de typische kunststoffen die we in het dagelijks leven tegenkomen. Deze materialen, echter, een corrosieve omgeving creëren tijdens de productie.

Dat verandert met een nieuwe innovatie die is ontwikkeld door een team van onderzoekers in Japan. Ze ontwierpen een nieuwe methode om de slijtage- en corrosieweerstand te verbeteren van de machines die supertechnische kunststoffen produceren. De onderzoekers publiceerden hun resultaten op 27 augustus in npj Materialen Degradatie , een natuurjournaal.

"De wereldwijde markt voor supertechnische kunststoffen is de afgelopen jaren gegroeid omdat ze opmerkelijk bestand zijn tegen hoge temperaturen, goede mechanische sterkte en uitzonderlijke bestendigheid tegen chemicaliën en oplosmiddelen in omgevingen met hoge temperaturen, " zei Kenta Yamanaka, paper auteur en universitair hoofddocent vervormingsverwerking aan het Institute for Materials Research aan de Tohoku University. "Echter, tijdens het productieproces, de heen en weer gaande schroef in het fabricageapparaat lijdt meestal aan frequent slijtageverlies omdat de halfvloeibare grondstoffen gewoonlijk een groot aantal glasvezels als versterking bevatten."

Supertechnische kunststoffen ontleden ook in zwavelgas, het induceren van een zeer corrosieve omgeving naast de hoge fysieke slijtagecondities. De schroeven in de productiemachines kunnen zo'n omgeving niet lang weerstaan.

Om dit probleem te verhelpen, Yamanaka en de onderzoekers bestudeerden een staallegering die bekend staat als hogesnelheidsstaal, die momenteel vooral voor gereedschappen wordt gebruikt. Volgens Yamanaka, het staal heeft uitstekende mechanische eigenschappen bij kamertemperatuur en verhoogde temperaturen, maar het is kwetsbaar voor corrosie.

De onderzoekers gebruikten een legering op basis van snelstaal en behandelden deze met koper.

"De slijtvastheid en corrosieweerstand van staal vertonen over het algemeen een wisselwerking, " zei Yamanaka. "In deze studie, we tonen aan dat het toevoegen van sporenkoper aan staal met een hoge hardheid de corrosieweerstand van de legeringen aanzienlijk verbetert, resulterend in een uitstekende combinatie van slijtvastheid en corrosiebestendigheid."

Na analyse van de legering door middel van beeldvorming en experimentele studies, de onderzoekers ontdekten dat ze met succes een zeer slijtvast en corrosiebestendig staal hadden ontwikkeld. Volgende, ze zijn van plan de eigenschappen van de legering verder te onderzoeken voor toepassing op andere gebieden.