Ytteknik
Ytteknik är materialvetenskapens underdisciplin som behandlar ytan av fast materia. Den har tillämpningar till kemi , maskinteknik och elektroteknik (särskilt i förhållande till halvledartillverkning ).
Fasta ämnen är sammansatta av ett bulkmaterial täckt av en yta. Ytan som avgränsar bulkmaterialet kallas ytfasen. Det fungerar som ett gränssnitt till den omgivande miljön. Bulkmaterialet i ett fast ämne kallas bulkfasen.
Ytfasen av ett fast ämne interagerar med den omgivande miljön. Denna interaktion kan försämra ytfasen med tiden. Miljöförsämring av ytfasen över tid kan orsakas av slitage , korrosion , utmattning och krypning .
Ytteknik innebär att ytfasens egenskaper förändras för att minska nedbrytningen över tiden. Detta åstadkoms genom att göra ytan robust mot miljön där den ska användas. Det ger ett kostnadseffektivt material för robust design. Ett spektrum av ämnen som representerar den mångfaldiga karaktären inom ytteknikområdet inkluderar pläteringsteknologier, nano- och framväxande teknologier och ytteknik, karakterisering och testning.
Ansökningar
Yttekniska tekniker används inom fordons-, flyg-, missil-, kraft-, elektronik-, biomedicinska, textil-, petroleum-, petrokemiska, kemiska, stål-, cement-, verktygsmaskiner och byggnadsindustrin inklusive vägbeläggning . Yttekniska tekniker kan användas för att utveckla ett brett spektrum av funktionella egenskaper, inklusive fysikaliska, kemiska, elektriska, elektroniska, magnetiska, mekaniska, slitstarka och korrosionsbeständiga egenskaper vid de erforderliga substratytorna. Nästan alla typer av material, inklusive metaller, keramik, polymerer och kompositer kan beläggas på liknande eller olika material. Det är också möjligt att forma beläggningar av nyare material (t.ex. met glas. beta-C 3 N 4 ), graderade avlagringar, flerkomponentavlagringar etc. De avancerade materialen och deponeringsprocesserna inklusive den senaste utvecklingen av ultrahårda material som BAM (AlMgB) sammansatta) är helt täckta i en ny bok[R. Chattopadhyay:Green Tribology,Green Surface Engineering and Global Warming,ASM International,USA,2014]
1995 var ytteknik en marknad på 10 miljarder pund i Storbritannien. Beläggningar, för att göra ytlivslängden robust mot slitage och korrosion, var ungefär hälften av marknaden.
Under de senaste åren har det skett ett paradigmskifte inom ytteknik från urgammal elektroplätering till processer som ångfasavsättning, diffusion, termisk spray & svetsning med värmekällor, såsom laser, plasma, solstråle.mikrovågsfriktion. pulserande förbränning. jon, elektronpulsad båge, gnista, friktion och induktion.[Ref:R.Chattopadhyay:Advanced Thermally Assisted Surface Engineering Processes,Springer, New York, USA,2004]
Det uppskattas att förlusten på grund av slitage och korrosion i USA är cirka 500 miljarder dollar. I USA finns det cirka 9 524 anläggningar (inklusive fordons-, flyg-, kraft- och byggnadsindustrin) som är beroende av konstruerade ytor med stöd från 23 466 industrier.
Det finns cirka 65 akademiska institutioner världen över som är engagerade i ytteknisk forskning och utbildning.
Ytrengöringstekniker
Ytrengöring, synonymt kallad kemtvätt, är en mekanisk rengöringsteknik som används för att minska ytlig smuts, damm, smuts, insektsspillning, ansamlingar eller andra ytavlagringar. (Kemtvätt, som termen används inom papperskonservering, använder inte organiska lösningsmedel.) Ytrengöring kan användas som en oberoende rengöringsteknik, som ett steg (vanligtvis det första) i en mer omfattande behandling, eller som ett förspel till ytterligare behandlingar (t.ex. nedsänkning i vatten) som kan orsaka att smuts fastnar irreversibelt i pappersfibrer.
Syfte
Syftet med ytrengöring är att minska risken för skador på pappersartefakter genom att ta bort främmande material som kan vara nötande, sura, hygroskopiska eller nedbrytande. Beslutet att ta bort ytsmuts är också av estetiska skäl när det stör synligheten av bilder eller information. Ett beslut måste fattas som balanserar den sannolika skötseln av varje objekt mot eventuella problem relaterade till ytrengöring.
Miljöfördelar
Tillämpningen av ytteknik på komponenter leder till förbättrad livslängd (t.ex. genom korrosionsbeständighet) och förbättrad effektivitet (t.ex. genom att minska friktionen) vilket direkt minskar de utsläpp som motsvarar dessa komponenter. Att tillämpa innovativa yttekniska tekniker på energisektorn har potentialen att minska de årliga CO 2 -ekv.-utsläppen med upp till 1,8 Gt år 2050 och 3,4 Gt år 2100. Detta motsvarar 7 % och 8,5 % årlig minskning i energisektorn 2050 och 2100 respektive.
Se även
- Energetiskt modifierad cement – Klass av cement, mekaniskt bearbetad för att omvandla reaktivitet
- Ytbehandling – En rad processer som ändrar ytan på ett föremål för att uppnå en viss egenskap
- Ytvetenskap – Studie av fysikaliska och kemiska fenomen som uppstår i gränssnittet mellan två faser
- Ytmetrologi – Mätning av småskaliga egenskaper på ytor
- Tribologi – Vetenskap och ingenjörskonst av interagerande ytor i relativ rörelse
- R. Chattopadhyay, 'Advanced Thermally Assisted Surface Engineering Processes' Kluwer Academic Publishers, MA, USA (nu Springer, NY), 2004, ISBN 1-4020-7696-7 , E- ISBN 1-4020-7764-5 .
- R. Chattopadhyay, 'Surface Wear- Analysis, Treatment, & Prevention', ASM-International, Materials Park, OH, USA, 2001, ISBN 0-87170-702-0 .
- Sanjay Kumar Thakur och R. Gopal Krishnan, 'Advances in Applied Surface Engineering', Research Publishing Services, Singapore, 2011, ISBN 978-981-08-7922-8 .