트리보코로시온

Tribocorrosion

트리보코로시온은 부식과 마모의 복합적 효과로 인한 재료 분해 과정이다.[1]호민관이라는 이름은 호민관과 부식의 근본적인 학문들을 표현한다.유전학은 마찰, 윤활 및 마모 연구와 관련이 있으며(그 이름은 문지른다는 뜻의 그리스어 "트리보"에서 유래함) 부식은 물질, 일반적으로 금속 및 그 환경 사이의 화학적, 전기적 화학적 상호작용과 관련이 있다.연구용역 분야는 비교적 새로운 분야지만 기계와 설비가 이용되고 있는 이후부터 트리용역 현상이 나타나고 있다.

스테인리스강 축의 트리보코로시온

마모는 문지르거나 충격을 가하는 표면에서 발생하는 기계적 재료 열화 과정이며, 부식은 재료의 화학적 또는 전기 화학적 반응을 포함한다.부식은 마모를 가속화할 수 있으며, 마모는 부식을 가속화할 수 있다.[2]그 중 하나는 부식 가속 마모 또는 마모 가속 부식이다.이 두 현상 모두 조바심 부식(접점 표면 사이의 작은 진폭 진동으로 인해 발생하는)은 보다 광범위한 트리보코로션 범주에 속한다.침식-부식은 기계적 및 화학적 영향을 수반하는 또 다른 유전적 현상이다: 충돌하는 입자나 액체는 표면이 동시에 부식되는 동안 마모, 자르기 또는 피로 때문에 단단한 표면을 부식시킨다.[3]

여러 엔지니어링 분야의 현상

트리노코로시온은 많은 공학 분야에서 발생한다.배관, 밸브, 펌프, 폐기물 소각장, 채굴 장비 또는 의료용 임플란트의 수명을 단축시키고 원자로나 운송 시스템의 안전에 영향을 미칠 수 있다.한편, 트리보코로시온 현상은 전자 산업에서 웨이퍼의 화학-기계적 평면화 또는 수성 유화물이 존재하는 금속 분쇄 및 절삭에도 좋은 사용에도 적용될 수 있다.이러한 점을 염두에 두고 유용성이나 손상 또는 기계적 상호작용의 특정 유형과 무관하게 보다 일반적인 방법으로 트리노코로션을 정의할 수 있다.트리보코로시온은 상대 운동 표면 사이의 기계적 및 화학적/전기화학 상호작용의 결과로서 물질의 되돌릴 수 없는 변환이나 그 기능에 관한 것이다.

바이오트리보크로시온

생물리보코로시온은 생물학적 환경에 노출된 유전학 시스템의 요소들 사이에서 발생하는 기계적 하중과 화학/전기화학 반응의 상호작용에 따른 표면 변환의 과학을 다룬다.[5]인공관절 보형물에 대해 연구되어 왔다.더 긴 사용 수명과 더 나은 안전 문제를 달성하기 위해 공동 임플란트의 재료 성능 저하 프로세스를 이해하는 것이 중요하다.

패시브 메탈

트리보코로시온 현상은 많은 물질에 영향을 미칠 수 있지만 금속, 특히 일반적으로 내식성이 강한 소위 패시브 메탈에 가장 중요하다.엔지니어링에 사용되는 내식성 금속 및 합금(스테인리스강, 티타늄, 알루미늄 등)의 대부분은 이 범주에 속한다.이 금속들은 산소나 물이 있는 곳에서 열역학적으로 불안정하며 금속과 그 환경 사이에서 보호막 역할을 하는 패시브 필름이라고 불리는 얇은 산화막 표면에서 부식 저항성을 얻는다.[6]수동 영화는 보통 몇 개의 원자 층에 불과하다.그럼에도 불구하고, 그들은 실수로 손상되었을 경우 금속 산화물에 의해 자연적으로 자가 치유되기 때문에 뛰어난 부식 방지를 제공할 수 있다.그러나 금속 표면이 심하게 문지르거나 충돌하는 입자의 흐름에 노출되면 패시브 필름 손상은 연속적이고 광범위해진다.자가 치유 과정은 더 이상 효과적이지 않을 수 있으며 또한 높은 금속 산화율을 필요로 한다.즉, 보호용 패시브 필름(passive film)을 개조하기 전에 그 밑에 깔린 금속이 강하게 부식될 것이다.이러한 경우 트리보코로션에 의한 총 재료 손실은 마모만 발생하거나 부식만 발생하는 동일한 금속으로 실험할 때 측정할 마모 및 부식 합계보다 훨씬 더 높을 것이다.이 사례는 트리보코로시온의 비율이 단순히 마모율과 부식률의 추가가 아니라 기계와 화학적 메커니즘 사이의 시너지 및 대립적 효과에 의해 크게 영향을 받는다는 사실을 보여준다.실험실에서 그러한 효과를 연구하기 위해, 전기화학 셀이 장착된 기계적 마모 시험 장비를 가장 자주 사용한다.[7]이를 통해 기계 및 화학 매개변수를 독립적으로 제어할 수 있다.예를 들어, 마찰 금속에 주어진 전위를 가함으로써 환경의 산화 전위를 시뮬레이션할 수 있으며, 또한 특정 조건에서 전류 흐름은 순간 부식률을 측정하는 척도가 된다.전기화학적 해산에 따른 체적 손실은 패러데이의 전기분해 법칙에 의해 측정될 수 있으며, 트리보코로시온의 총 체적 손실에서 차감하여 기계적 마모 손실과 시너지의 합을 계산할 수 있다.[8]보다 깊은 이해를 위해 접촉 표면의 미세하고 분석적인 세부 연구로 트리코크로시온 실험을 보완한다.

고온에서 슬라이딩 마모 시 온도와 환난 작용의 조합으로 인해 산화물이 더 빨리 생성될수록 '광택'이라고 알려진 내마모성 산화층을 잠재적으로 발생시킬 수 있다.그러한 상황에서, 트리노코로시온은 잠재적으로 유익한 방법으로 사용될 수 있다.

참조

  1. ^ D. Landolt, 전기화학 및 트리보코로션 시스템의 재료 측면, J. Physics D: Appl.39, 1-7(2006)
  2. ^ S. W. 왓슨, F. J. 프리더스도르프, B. W. 마드센, S. D. 크레이머, 181-183, (1995) 476-484
  3. ^ K. 사사키, G.T. 버스타인, 철학잡지 레터즈, 80 (2000) 489-493
  4. ^ S. 타겔라, A.K.스카르, A. 쿠마르, J. 전기화학.Soc. 151 (2004) G205
  5. ^ Y.Yan, Biotribocorrosion – 마모 및 부식 상호작용의 시간 의존성 평가 제2부: 표면 분석.물리학 저널 D: 응용 물리학. 39(2006) 페이지 3206-3212
  6. ^ D. 랜돌트, 금속의 부식 및 표면 화학, EPFL 프레스, 스위스 로잔, 2007, 페이지 227-274.
  7. ^ S. 오케이들러, P. 폰티오, 웨어 (저널), 248 (2001) 211-225
  8. ^ D. Landolt, S. Diddleler, Passive Metals and Coatings, Woodhead, Oxford, 2011년