中國粉體網(wǎng)訊  截至10月15日，由中國石油集團工程材料研究院首創(chuàng)研發(fā)的低摩擦超耐磨納米金剛石涂層材料，在蘭州石化榆林分公司40萬噸/年全密度聚乙烯裝置顆粒振動篩軸承構(gòu)件上應(yīng)用已超過9個月，成功將振動篩使用壽命提高3倍以上。這標(biāo)志著中國石油新型超耐磨納米金剛石涂層材料研發(fā)取得重要突破并實現(xiàn)工程示范應(yīng)用。

圖源：中國石油報

全密度聚乙烯顆粒振動篩

全密度聚乙烯顆粒振動篩是煉化擠壓單元的關(guān)鍵設(shè)備，目前大多依賴進口。在多介質(zhì)環(huán)境工況下，振動篩滑動端軸承易磨損、壽命短，大幅增加了企業(yè)的生產(chǎn)成本。為有效解決難題，工程材料研究院腐蝕與防護研究團隊自2022年起，在中國石油基礎(chǔ)研究和戰(zhàn)略儲備技術(shù)研究基金項目的支持下，攻克了多項關(guān)鍵核心技術(shù)，自主設(shè)計出具有高硬度、強結(jié)合、低摩擦超耐磨納米金剛石涂層材料，填補了國內(nèi)空白。

2024年年初以來，工程材料研究院與蘭州石化密切合作，在嚴(yán)格測試和充分準(zhǔn)備基礎(chǔ)上，對這種新型高性能產(chǎn)品開展工程應(yīng)用。截至目前，應(yīng)用設(shè)備運行狀況良好，涂層耐磨性能優(yōu)異，經(jīng)濟效益和社會效益顯著，為國內(nèi)煉化裝置安全高效長周期運行提供了新的技術(shù)支撐。

納米金剛石涂層

納米金剛石涂層具有納米尺度的表面形貌，擁有較低的摩擦系數(shù)和極高的硬度，是眾多微加工工具的理想選擇。涂層以單層微米或單層納米金剛石涂層為主，并且通過調(diào)控厚度來優(yōu)化涂層性能。

超耐磨納米金剛石涂層是將納米科學(xué)與技術(shù)應(yīng)用于硬質(zhì)涂層的新產(chǎn)物，也是近年來先進防護涂層技術(shù)的發(fā)展方向之一。這種高性能涂層可在設(shè)備表面形成一層強大的防護屏障，從而顯著提升設(shè)備使用壽命。

(a,aʹ)微米金剛石涂層；(b,bʹ)納米金剛石涂層的表面和截面形貌

納米金剛石是一種兼具金剛石和納米材料特性的新型材料，具有許多其他材料無法比擬的優(yōu)異性質(zhì)，在材料科學(xué)領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。除了納米金剛石涂層方面，它在眾多其他領(lǐng)域也具有重要的應(yīng)用價值。

納米金剛石的應(yīng)用

1.超精密拋光和潤滑 

納米金剛石對材料進行超精密拋光，其優(yōu)越點是可在任何固體表面上獲得鏡面的效果，表面粗糙度值Ra可達到2~8nm；潤滑油中加入納米金剛石可提高發(fā)動機和傳動裝置工作壽命，節(jié)約燃油機油，降低表面磨損。

2.納米聚晶金剛石（NPD） 

NPD由均一的納米顆粒組成，晶粒之間通過金剛石—金剛石直接成鍵連接而形成非常致密的結(jié)構(gòu)，具有更高的硬度。NPD作為一種新的超硬材料，在工業(yè)中的潛在應(yīng)用非常廣泛，在超高壓設(shè)備、珠寶行業(yè)、原位測量技術(shù)、耐磨材料等方面也都有潛在的應(yīng)用價值。

3.納米金剛石增強鐵鎳基復(fù)合材料

該復(fù)合材料的綜合力學(xué)性能顯著提高，有研究表明，與鐵鎳基合金相比，其硬度提高了4%，壓縮屈服強度提高了23.4%，熱膨脹系數(shù)降低了64.8%。納米金剛石的應(yīng)用將拓寬鐵鎳基合金在精密儀器等領(lǐng)域的應(yīng)用范圍。

4.醫(yī)療領(lǐng)域 

納米金剛石可用于人造關(guān)節(jié)的涂層材料。與傳統(tǒng)金屬聚合體植入物相比，納米金剛石涂層人造關(guān)節(jié)磨損輕微，基本不產(chǎn)生碎屑。另外，將納米金剛石與噻嗎洛爾結(jié)合并嵌入隱形眼鏡中，能確保藥物直接作用于眼部，更好地治療青光眼。

參考來源：

1.中國石油官網(wǎng)

2.王孟蕊. 微米/納米多層金剛石超硬涂層設(shè)計及其力學(xué)性能研究.西安石油大學(xué)

3.王光祖等. 納米金剛石在現(xiàn)代工業(yè)中的應(yīng)用.超硬材料工程

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/輕言）

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