Recherche et développement et application de nouveaux nanocomposites pour les coussinets ferroviaires
- Quels sont les avantages fondamentaux des nanocomposites appliqués aux coussinets ferroviaires?
Les nanocomposites dispersent les particules à l'échelle nanométrique (telles que le dioxyde de nanosilicon et les nanotubes de carbone) dans une matrice polymère, améliorant considérablement les performances des pads à travers l'effet nano . le dioxyde de nanosilicon peut augmenter le module élastique du pad à 20% - 30%, améliorer le soutien du soudain pour les rails de 20%; L'ajout de nanotubes de carbone augmente la résistance à l'usure du PAD par 50%, réduisant l'usure entre les rails et les dormeurs . en même temps, la surface spécifique élevée des nanoparticules favorise la liaison de l'interface entre la matrice et la phase de renforce Les nanocomposites peuvent être conçus avec des propriétés fonctionnelles en fonction des besoins, tels que l'ajout de nanoparticules conductrices pour atteindre la fonction anti-statique du pad .
- Comment résoudre le problème de la dispersion des nanoparticules dans la matrice?
Utiliser une méthode qui combine la dispersion physique avec une modification chimique . La dispersion physique utilise un remuement à grande vitesse, un traitement ultrasonique et d'autres moyens pour disperser uniformément les nanoparticules dans les matières premières matricielles ., par exemple, en utilisant des ondes ultrasoniques à une fréquence de 20-40 khz pour {{} Agglomérats à l'échelle nanométrique . La modification chimique consiste à traiter la surface des nanoparticules avec des agents de couplage, tels que l'utilisation d'agents de couplage de silane pour améliorer la compatibilité des nanosiliques et la matrice de caoutchouc, de sorte que les particules et la matrice forment des obligations chimiques pour prévenir l'aggglomation secondaire . par le processus de dispersion secondaire, l'aggglomation {{6}! des nanoparticules dans la matrice peuvent atteindre plus de 95%, donnant un jeu complet à l'effet d'amélioration des nanomatériaux .
- En quoi le test de performance des coussinets nanocomposites est-il différent de celui des coussinets traditionnels?
En plus des tests conventionnels tels que la résistance à la compression et la déformation permanente de compression, les pads nanocomposites doivent se concentrer sur la résistance à la liaison à la dispersion et à l'interface des noparticules . La microscopie électronique de transmission (TEM) est utilisée pour observer l'état de distribution des nanoparticules dans la matière mateuse pour évaluer l'uniformité de la dispersion; nanoindentation technology is used to measure the mechanical properties at the interface and determine the interface bonding strength. In terms of dynamic performance testing, high-frequency vibration tests (frequency 100-500Hz) are used to simulate the operating conditions of high-speed trains and test the dynamic stiffness and damping performance of the pads. Compared with traditional pad tests, the Le test de performance des coussinets nano-composites se concentre davantage sur la microstructure et l'analyse de réponse mécanique à haute fréquence pour évaluer de manière globale leurs performances spéciales .
- Comment les coussinets nano-composites fonctionnent-ils dans des environnements extrêmes?
Dans des environnements à haute température (supérieurs à 80 degrés), les coussinets avec une nano-alumine ajoutée peuvent maintenir une bonne stabilité thermique, et la déformation thermique est de 60% inférieure à celle des plate-forme traditionnelle, évitant Taux de rétention de la ténacité de 85%, empêchant les tampons de fissurer . dans des environnements humides, les nanoparticules hydrophobes des coussinets nano-composites forment une couche dense étanche, réduisant la durée d'eau de 70%, résisant efficacement à l'érosion de l'humidité, en étendant la durée de vie des plates Régions .
- Quels défis l'industrialisation des coussinets nano-composites est-elle confrontée?
Techniquement, le coût de la préparation des nanomatériaux est élevé .. Les fluctuations des performances des produits . Sur le marché, les utilisateurs ont une connaissance insuffisante des nouveaux matériaux et ont des doutes quant à leur fiabilité à long terme, qui présente actuellement un manque de normes de l'industrie pour les pads nano-composites, et il est difficile de ne pas faire de la qualité des produits, qui limite le processus industriel {{8} Grâce à l'innovation technologique pour réduire les coûts, effectuer une vérification des performances à long terme et améliorer le système standard .