January 09, 2024
La investigación revela el mecanismo de reacción competitivo del crecimiento adaptativo in situ del recubrimiento de grafeno en la superficie de los sustratos de aleación dura
La investigación revela el mecanismo de reacción competitivo del crecimiento adaptativo in situ del recubrimiento de grafeno en la superficie de los sustratos de aleación dura. Fecha: 9 de enero de 2024. Fuente: Instituto de Nuevos Materiales, Academia de Ciencias de Guangdong. La fricción y el desgaste son factores clave que causan la pérdida de energía y la falla de las piezas móviles críticas en los equipos de ingeniería. Nuevos recubrimientos de lubricación sólidos y técnicas de deposición proporcionan formas efectivas de mejorar la calidad y la vida útil de los equipos de ingeniería. Las excelentes propiedades mecánicas de Graphene lo convierten en un candidato prometedor para reducir el desgaste en el campo de la lubricación sólida. Sin embargo, lograr un crecimiento continuo in situ de grafeno en aplicaciones industriales aún presenta desafíos.
Recientemente, un equipo de investigación compuesto por la Universidad Tecnológica del Sur de China, el Instituto de Nuevos Materiales, la Academia de Ciencias de Guangdong y la Universidad de la Ciudad de Hong Kong, utilizó una solución sólida de alta temperatura y estrategias competitivas de regulación de reacción catalítica para lograr un crecimiento adaptativo in situ de Recubrimientos de grafeno de alta calidad en sustratos de aleación dura (WC-Co), mejorando en gran medida el rendimiento de lubricación de las aleaciones duras. Además, el equipo de investigación reveló a través de la simulación ab initio el efecto de inhibición competitiva de los átomos de CO, que compiten con los átomos de Ni en forma no unida y obtienen electrones de C, debilitando el enlace Ni-C y reduciendo la pérdida de energía, promoviendo así la adaptación adaptativa Crecimiento del grafeno. Este efecto de unión débil causado por la reacción competitiva reduce la barrera de energía deslizante y el trabajo de separación interfacial en la superficie del recubrimiento de grafeno, reduciendo así la fricción de la superficie.
Al adoptar esta estrategia de reacción competitiva, se espera que amplíe la aplicación de sustratos de aleación dura a varios materiales industriales compuestos de metales con características competitivas de reacción catalítica, para lograr aplicaciones de ingeniería de recubrimientos de grafeno para reducir la fricción. Este logro de investigación se publicó en la revista internacional de materiales de carbono Carbon (Q1, Top Journal, IF = 10.9). El Instituto de Nuevos Materiales, la Academia de Ciencias de Guangdong, es la segunda afiliación, y el profesor Lin Songsheng es un autor correspondiente. Este trabajo de investigación fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales y el Fondo Especial de Desarrollo de la Academia de Ciencias de Guangdong.
Enlace del artículo original: https://doi.org/10.1016/j.carbon.2023.118561
