โครงสร้างและประสิทธิภาพของโลหะผสมความเอนโทรปีสูง

การออกแบบโลหะผสมแบบดั้งเดิมมักจะมุ่งเน้นไปที่องค์ประกอบหลักหนึ่งองค์ประกอบ โดยเสริมด้วยการเพิ่มปริมาณเล็กน้อยขององค์ประกอบรอง ในทางตรงกันข้าม โลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงจะทำลายแนวทางแบบดั้งเดิมนี้โดยการรวมองค์ประกอบหลักห้าองค์ประกอบขึ้นไปในอัตราส่วนที่ใกล้เคียงกัน องค์ประกอบนี้สร้างเอนโทรปีเชิงรูปแบบสูง ซึ่งช่วยเสริมความมั่นคงของโครงสร้างผลึกและส่งผลให้มีความแข็งแรงทางกลและความเสถียรทางความร้อนที่เหนือกว่า.

คุณสมบัติที่โดดเด่นของ HEAs มาจากกลไกพื้นฐานสี่ประการ: ผลกระทบของความเข้มข้นสูง, การบิดเบือนของตาข่าย, การแพร่กระจายที่ช้า, และผลกระทบของค็อกเทล คุณลักษณะเหล่านี้ทำให้ HEAs แสดงให้เห็นถึงความต้านทานที่ยอดเยี่ยมต่อการสึกหรอ, การกัดกร่อน, อุณหภูมิสูง, และรังสีในแอปพลิเคชันจริง ทำให้พวกเขาเหมาะสมเป็นพิเศษสำหรับอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ, การป้องกัน, นิวเคลียร์, และการผลิตขั้นสูงอื่น ๆ.

การใช้งานปัจจุบันของโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูง

HEAs ได้ถูกนำไปใช้ในหลายอุตสาหกรรมเทคโนโลยีสูงแล้ว ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศ พวกมันสามารถทนต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิที่รุนแรงและสภาพแวดล้อมที่มีความดันสูง ในด้านนิวเคลียร์ ความต้านทานต่อรังสีของพวกมันช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบที่สำคัญ สำหรับการใช้งานด้านการป้องกัน HEAs ถูกใช้ในสารเคลือบที่ทนต่อการกระแทกและการสึกหรอเพื่อเพิ่มความทนทานของระบบอาวุธ.

นอกจากนี้ โลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นการเคลือบผิวสำหรับเครื่องมือการตัดที่มีประสิทธิภาพสูง ซึ่งช่วยปรับปรุงความต้านทานต่อการสึกหรอและอายุการใช้งานอย่างมีนัยสำคัญ นอกเหนือจากวัสดุขนาดใหญ่แล้ว โลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงมักถูกใช้ในรูปแบบของฟิล์มบางหรือการเคลือบ ซึ่งมีบทบาทสำคัญในการปกป้องพื้นผิวเครื่องมือในการกลึงที่แม่นยำและระบบการตัดความเร็วสูง.

ความท้าทายในการหล่อลื่นในกระบวนการตัดเฉือน HEA

เมื่อการนำวัสดุ HEA มาใช้ในสภาพแวดล้อมการผลิตเพิ่มขึ้น มันยังนำเสนอความท้าทายใหม่สำหรับของเหลวตัดและสารหล่อลื่น ความแข็งและความเสถียรที่สูงของ HEA สามารถเร่งการสึกหรอของเครื่องมือและสร้างความร้อนที่สำคัญระหว่างการตัด ซึ่งส่งผลให้ของเหลวตัดเสื่อมสภาพอย่างรวดเร็วและประสิทธิภาพของมันลดลง.

ดังนั้น น้ำมันหล่อลื่นสำหรับการตัดในอนาคตจะต้องมีประสิทธิภาพในการต้านทานแรงกดดันสูงและการสึกหรอที่ดีขึ้นเพื่อจัดการกับแรงเสียดทานและความร้อนอย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้ น้ำมันหล่อลื่นจะต้องมีความเสถียรทางความร้อนและความต้านทานต่อการออกซิเดชันที่ดีขึ้นเพื่อรับมือกับการทำงานที่มีแรงดันสูงเป็นเวลานาน ความสามารถของน้ำมันหล่อลื่นในการรักษาฟิล์มน้ำมันที่เสถียรและยึดติดกับพื้นผิว HEA อย่างมีประสิทธิภาพจะกลายเป็นปัจจัยสำคัญในกลยุทธ์การพัฒนาในอนาคต.

แนวโน้มในอนาคต: การรวมเทคโนโลยีโลหะผสมที่มีเอนโทรปีสูงและเทคโนโลยีหล่อลื่น

มองไปข้างหน้า การพาณิชย์ของโลหะผสม HEAs คาดว่าจะทำให้การรวมตัวกับการใช้งานหล่อลื่นในอุตสาหกรรมลึกซึ้งยิ่งขึ้น ผู้จัดหาหล่อลื่นและผู้เชี่ยวชาญด้านการทำโลหะควรพิจารณากลยุทธ์ต่อไปนี้:

ประการแรก พัฒนาน้ำมันตัดและสูตรสารเติมแต่ง EP ที่ปรับให้เหมาะกับลักษณะการตัดเฉือนของ HEAs.

ประการที่สอง ทำการศึกษาเชิงลึกเกี่ยวกับผลกระทบขององค์ประกอบ HEA ที่แตกต่างกันต่อการเสื่อมสภาพความร้อนของหล่อลื่นและผลิตภัณฑ์พลอยได้จากน้ำมันเสีย.

ประการที่สาม เสริมสร้างความเสถียรและประสิทธิภาพการยึดเกาะของหล่อลื่นบนพื้นผิว HEA.

HAI LU JYA HE มีประสบการณ์หลายปีในด้านการหล่อลื่นการทำงานโลหะ และมีความเชี่ยวชาญทั้งในด้านการใช้งานวัสดุและโซลูชันการหล่อลื่นตัด ขณะที่เทคโนโลยี HEA กำลังพัฒนาอย่างรวดเร็ว เราได้ดำเนินการรวมการพัฒนาสูตรหล่อลื่นเข้ากับความเชี่ยวชาญในการใช้งานในสถานที่ ช่วยให้ลูกค้าเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการตัดเฉือนและรักษาความสามารถในการแข่งขันในยุคของวัสดุรุ่นถัดไป.

◆ แหล่งที่มา: MDPI

◆ อ้างอิง: https://www.mdpi.com/1099-4300/25/1/73