製品の用途です

精製前後の爆轟合成生成物（ナノダイヤモンド粉末、黒色粉末、灰色粉末）を用いてフッ素ゴムとニトリルゴムの改質を行った。研究によると、爆発性黒色火薬はゴムの硬度を高めるものの、引張強度と破断時の伸びは低下することが分かっています。フッ素ゴムにナノダイヤモンド粉末を添加すると、ゴムの総合性能指数が向上します。これは、ナノダイヤモンド粉末には、軽質、カルボキシル基、メチル基などの官能基が含まれており、ポリマーとの結合活性を高め、ゴムの引張特性、硬度、耐摩耗性などの性能指標を向上させるためです。ロシアの学者による研究によると、ナノダイヤモンド粉末を添加するとフッ素フィルムの耐摩耗性が100％向上することが示されています。タイヤに使用されるポリイソプレンゴムにナノダイヤモンド粉末を添加すると、耐摩耗性、伸び、老化の遅延が1.3〜1.7倍向上し、高温引裂抵抗が大幅に向上し、タイヤ破裂強度が53MPaから154MPaに増加します。シリコンゴムに黒色粉末を充填すると、絶対長さが約3倍に増加し、総合弾性強度が3〜5倍に増加すると、破断強度が53MPaから154MPaに増加します。臨界最大弾性率は、黒色粉末含有量が約0.6％（重量）に相当します。フッ素ゴム成分に黒色粉末を充填すると、耐摩耗性が1.5〜2倍に増加し、ポリイソプレンゴムと同等になります。現在、ほとんどの研究は、ナノダイヤモンド粉末または黒色粉末を充填剤として使用して、より強力な機能性を備えたゴムまたはプラスチック製品を充填することに焦点を当てており、それらはすべて低充填であり、添加量は一般的に1％未満です。ゴム加工工程において、従来の炭素充填剤の同重量の1～3％（重量パーセント）をナノダイヤモンド粉末と黒色粉末に置き換えると、非極性イソプレンゴム自動車タイヤの耐用年数（走行距離）を30％延ばすことができ、ブッシングなどのゴム加工品の寿命も30～100％延ばすことができます。同時に、ナノダイヤモンド粉末の添加により気孔率が減少するため、混合に必要な電力が5〜7％削減され、気泡、破片、表面の付着物の発生が軽減され、脱型が容易になります。

1992年、米国のヤシュチェンコらは粉末冶金法を用いて新しいタイプの耐摩耗性材料を製造した。この材料は、銅亜鉛粉末と銅スズ粉末をナノダイヤモンド粉末と一定の割合で混合し、圧縮し、水素中で焼結することによって作られた。この新素材は、内燃機関のシリンダーライナーやその他トランスミッション機械のブッシング、滑り軸受の製造に使用できます。この新素材には、摩擦係数が低く、熱伝導率が高いナノグレードのダイヤモンド粉末が含まれているため、耐傷性と耐摩耗性が高くなっています。実験結果によると、ナノダイヤモンド粉末で作られた金属修復剤は、引張強度が71.98％、ねじり強度が19.75％、耐摩耗性が154.82％向上しました。海外の報道によると、ナノダイヤモンド粉末は、航空機や船舶の胴体、翼、船体表面の有機シリコンコーティングに使用できるとのことです。コーティングの耐腐食性、不凍性、耐熱性、耐老化性を高め、弾力性、破壊強度、引裂強度などを向上させ、表面コーティングの耐用年数を1.5～2.0倍に延ばすことができますが、コストは1～2％しか増加しません。

(1) ナノダイヤモンドパウダー複合コーティング ナノダイヤモンド複合コーティング技術は、製品製造における重要な技術のひとつである。 表面コーティングは、組成と組織を制御した保護膜を提供し、製品の耐用年数と信頼性を大幅に向上させる。 例えば、過酷な環境で使用される海洋プラットフォーム、大規模な露天掘り鉱山、冶金および石油化学生産設備に長期間の複合材保護を使用すると、5~10年の使用で内部錆が発生することがある。機械産業で広く使用されている工具、金型、ポンプ、軸、およびバルブは、表面強化後に耐用年数を3~5倍に延ばすことができる。 ナノダイヤモンド複合コーティング技術は、品質、効率、エネルギーと材料の節約、環境保護、経済効率に効果的なツールです。 統計によると、機械製造に使用されるエネルギーの約1/3が直接または間接的に消耗によって消費され、世界の鉄鋼生産量の1/10が錆などの腐食によって消費されている。 イギリスやアメリカでの調査によると、国民経済の総生産の2％から4％が腐食によって失われており、中国での腐食による損失は少なくとも年間400億元に上る。 中国27省・市の機械工業企業約400社を対象にした調査によると、腐食による年間損失は116億元に上る。 世界の金属腐食の年間損失は約1500億ドル、国内の年間損失は1500億人民元であり、金属メッキはこの技術的問題を解決する方法の一つである。 近年、複合コーティングの高硬度と耐食性のためにダイヤモンド粉末を使用することへの関心が高まっている。 しかし、ダイヤモンド粉末の粒子は一般的にミクロンまたはサブミクロンと粗いため、精密機器、高い表面仕上げ、微細加工、高い耐摩耗性などの要求を満たすコーティングを得ることは難しい。 ナノダイヤモンド粉末製造技術の急速な発展、特に2～12nmのダイヤモンド粉末の出現により、複合コーティングの形成にナノダイヤモンド粉末を使用することは、この欠点を補うものと期待されている。 エレクトロブラッシング技術は、電気メッキ技術をベースに近年開発された新しい表面改質技術であり、他の技術では解決が困難な機械部品補修の問題を解決することができる。 中国科学院蘭州化学物理研究所の固体潤滑開放研究室は、蘭州大学材料学部と共同で、ナノダイヤモンド粉末を含む複合ニッケルブラシコーティングのトライボロジー特性を調査した。 その結果、このコーティングは優れた摩擦・摩耗低減特性を有し、試験範囲内でナノダイヤモンド粉末の黒色粉末含有量が増加するにつれて摩擦・摩耗低減特性が向上することがわかった。 効果的な保護により、腐食による損失を少なくとも15～35％、摩耗による損失を約1/3に減らすことができる。 さらに、表面コーティングが薄いため、表面コーティングや表面改質は非常に少ない材料で実施できることが多く、耐食性や耐摩耗性を大幅に向上させることが可能で、貴重な材料の節約や製造コストの削減という点で、明らかな経済的メリットがある。 例えば、磨耗した金型、クランクシャフト、ガイドレール、シリンダーライナー、ハウジング、シャフト、ベアリングシート、バケットの歯、ライニングプレート、および無限軌道車両部品の通常のメンテナンスは、ブラシメッキ技術を使って実施され、大きな経済的利益をもたらしている。 ナノダイヤモンド粉末を添加した複合クロムメッキ層のトライボロジー特性を調べたところ、複合メッキ層にナノダイヤモンド粉末を添加することで、均質で緻密な複合メッキ層が得られることがわかった。