I metodi di trattamento delle superfici in tribologia sono essenziali per migliorare le prestazioni e la longevità dei materiali sottoposti ad attrito e usura. Queste tecniche contribuiscono a migliorare la durata dei componenti modificandone le proprietà superficiali.
Quali sono i metodi di trattamento superficiale in tribologia? (5 tecniche chiave)
1. Rivestimento di superfici solide
Il rivestimento di superfici solide prevede l'applicazione di strati sottili di materiali come carburi, siliciuri, nitruri e boruri sulla superficie dei componenti.
Questi rivestimenti sono progettati per migliorare la resistenza all'usura, ridurre il coefficiente di attrito e aumentare la resistenza alla corrosione.
I rivestimenti in carbonio simile al diamante (DLC) sono particolarmente apprezzati per la loro eccellente dissipazione del calore, durezza, isolamento elettrico e resistenza alle alte temperature e alle radiazioni ad alta energia.
I rivestimenti DLC sono utilizzati anche in applicazioni biomediche per migliorare le proprietà di osteointegrazione e adesione.
2. Pretrattamento meccanico
Il pretrattamento meccanico comprende tipicamente processi come la rettifica e la lucidatura.
Questi processi introducono irregolarità superficiali come graffi, scanalature e creste, che possono influenzare la topografia del film sottile depositato.
Il pretrattamento meccanico è fondamentale per preparare le superfici a ulteriori lavorazioni e può essere seguito da ulteriori perfezionamenti come la purificazione e il rivestimento con materiali come il carburo di silicio.
3. Trattamento con laser a eccimeri
Il trattamento con laser a eccimeri utilizza laser come ArF, KrF o XeCl per trattare i materiali, in particolare polimeri come il PTFE.
Questo trattamento può causare la fotodecomposizione di sostanze gassose, portando alla formazione di atomi o gruppi attivi che modificano la superficie del materiale.
Il trattamento con laser a eccimeri riduce il contenuto di fluoro sulla superficie, aumentando l'energia superficiale e l'idrofilia.
Questo metodo è altamente selettivo e durevole, il che lo rende una scelta popolare per la modifica della superficie.
4. Legame meccanochimico
Il legame meccanochimico prevede lo sfregamento di una superficie polimerica rivestita di adesivo per degradare meccanicamente la superficie e formare radicali liberi macromolecolari.
Questi radicali formano poi legami covalenti con le molecole di adesivo, aumentando la forza di adesione del giunto.
L'incollaggio meccanico-chimico è economico, semplice e migliora la durata dell'incollaggio.
5. Metodo a radiazione laser
Il metodo delle radiazioni laser consiste nel mettere il PTFE in monomeri polimerizzabili e irradiarli con Co-60 per innestare e polimerizzare chimicamente uno strato di polimero innestato sulla superficie del PTFE.
Questo processo irruvidisce la superficie, aumentando l'area e la forza di adesione.
Sebbene questo metodo sia semplice e veloce, la superficie modificata può avere una scarsa durata e la fonte di radiazioni può essere dannosa per l'uomo.
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