Omdat hoogwaardige mechanische apparatuur steeds hogere eisen stelt aan de hoge prestatiekenmerken, zoals draagvermogen, werkomgeving en levensduur van zelfsmerende bewegende delen, traditionele smeermaterialen worden geconfronteerd met toegepaste beperkingen onder zware en multi-omgevingsbedrijfsomstandigheden. Daarom, ontwikkeling van functionele smeermaterialen met lage wrijving, een lange levensduur en multi-omgevingsaanpassingsvermogen is de afgelopen jaren een leidende trend geworden.

Onlangs, twee onderzoeksteams van het Lanzhou Institute of Chemical Physics van de Chinese Academy of Sciences hebben gezamenlijk onderzoek gedaan naar het ontwerp en de functionele assemblage van core-shell functionele composieten op grond van interface-interacties tussen verschillende componenten.

Een reeks onderzoeken, vooral, zijn uitgevoerd op het constructieve ontwerp, controle strategieën, reguleringsstrategieën, smeermechanismen en slijtvastheidsmechanismen van kern-schaalcomposieten.

Volgens de onderzoekers is de resultaten bieden een experimentele basis en theoretische begeleiding voor het ontwerp van sterke en flexibele functionele smeermaterialen met multi-omgevingsaanpassingsvermogen.

Met behulp van een combinatie van in-situ polymerisatie en heetperstechnieken, de onderzoekers maakten core-shell polytetrafluorethyleen@fenolhars (PTFE@PR) composieten. Deze composieten vertoonden uitstekende zelfsmerende en slijtvaste eigenschappen bij verschillende temperaturen, ladingen, snelheden en ruwheidsgraden van de bovenste tegenhanger. Verbeterde tribologische prestaties werden afgeleid van de verbetering en vorming van composiet transferfilms met een lange levensduur met lange afstand, besteld, tweefasige polymeerketens via wrijvingsinductie.

In aanvulling, een nieuw smeermiddeladditief is ontworpen en gesynthetiseerd via de zelfassemblage van verpakte PTFE-nanodeeltjes door geëxfolieerd MXene (Ti ₃ C ₂ t _x ) bladen. Vervolgens, pMXene@PTFE core-shell hybriden werden in de epoxycoating geïntroduceerd.

De onderzoeksresultaten tonen aan dat pMXene@PTFE niet alleen de oxidatie van MXene-platen vermindert, maar ook synergetisch de smering en slijtvastheid optimaliseert. Dergelijke composietcoatings op epoxybasis hebben uitstekende wrijvingsverminderende en slijtvaste eigenschappen in droge lucht, vochtige lucht en vacuümomgevingen, stabiel maken, multi-omgeving binaire composietcoatings een realiteit.

Samengevat, core-shell gestructureerde smeermaterialen hebben brede perspectieven voor toepassing in het ontwerp van synergetische composieten op microniveau met verschillende functionele componenten, en voor de ontwikkeling van multi-omgevings-, adaptieve functionele smeermaterialen.

Gerelateerde onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in: Tribologie Internationaal en Koolstof , respectievelijk.