你敢相信吗?小小的泡沫,居然拥有无穷大的力量,甚至可以让金属凹陷,还可以破坏轮船的螺旋桨,这是为什么呢?对于这种小气泡的力量,咱们应该如何抵御它呢?
邓紫棋的那首歌,我们应该都听过。美丽的泡沫,虽然一刹花火,但就是这小小的泡沫,却能够造成巨大的杀伤力,泡沫破裂的瞬间会释放超强激波,形成可怕的气蚀现象,破坏金属表面而让零件被侵蚀。
在这里大家可能要问了,什么是气蚀呢?在这里我们可以理解为气体的侵蚀作用,是固体表面和流体产生相对运动的时候,固体表面出现的损伤现象。固体表面和流体在相对运动的过程之中会产生一种特殊的现象,空化。
说白了就是形成气泡。气泡的形成是由于液体内局部压力降低导致的,这个气泡是不断流动的,当它到达液体压力高于气泡压力地方的时候,它就会瞬间破灭。而这个破灭的过程,可不一般。大家可不要觉得就像咱们平时吹泡泡一样,空化气泡在破灭的时候会形成强大的激波,也叫高速微激流,能够对物体表面进行强力的冲击。除此之外。更是会扭曲金属表面晶粒,形成腐蚀电流,对金属材料进行腐蚀,这就是气蚀的基本过程。
在这里我们把气蚀的原理进行了简化,其实气蚀是很复杂的,涉及到了流体动力学以及机械冲击等等作用,包括液体的电化学交互作用,关于气蚀是如何造成损伤的,一共存在冲击波机制、热效应机制、电化学机制等等不同的观点。
这种现象最开始被发现是在1902年,在英国的一艘船舰上面。当时对于此的解释是海水的腐蚀。随着技术的发展,人们发现这种现象不仅仅是如此简单,受力过程极其复杂,一般出现在轮船的螺旋桨,以及水泵和水轮机等等地方。最开始的时候是因为气蚀的作用,而出现一个一个小凹坑,我们也可以叫做小麻点,之后这些小坑就不断加大变成一个又一个洞穴,最后材料脱落。由此可见,这种现象可没有什么好处,特别是对于水泵和过流部件来说,就相当于毒药。如果我们不采取措施的话,那最后的结局自然是零件损坏。
在这里朋友可能想问了,那么对于这种现象,我们怎么去解决它呢?首先这种现象是无法避免的。我们只能人为提高材料的硬度和耐介质腐蚀度等来抵御气蚀,现在最常用的方法是在材料的表面附着涂层,通过涂层对气蚀作用的抵御,来保护咱们的零部件。
在这一领域,咱们中国研发出了树脂增韧陶瓷耐气蚀涂层,极大的提高了物体抵抗气蚀的能力。目前在市面上比较通用的聚合陶瓷耐磨涂层的做法,一共分为两部分,一个是高性能耐磨颗粒,目前用的比较多的是陶瓷颗粒。另一个则是改性增韧耐热树脂。二者的复合统一体,就是咱们的聚合陶瓷耐磨涂层,它既可以修复因为气蚀而导致的设备磨损,同时又能用于对气蚀的提前防护。
看到这里,大家对于为什么气泡会导致金属磨损以及如何防护就明白了吧?谁也想象不到这么一个小小的气泡,居然有如此大的杀伤力,但是咱们的技术是不断进步的,相信随着咱们科技的不断发展,对于气蚀现象,我们总有一天能够彻底战胜它。
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