재료 과학: 거친 시작은 강한 결합으로 이어질 수 있습니다.

[아름이]

재료 과학: 거친 시작은 강한 결합으로 이어질 수 있습니다.
날짜:
2022년 12월 21일
원천:
도쿄대학 산업과학연구소
요약:
연구원들은 자동차 산업에서 일반적으로 사용되는 아연도금강의 표면에 나노스케일 구조를 생성하는 저렴하고 간단한 프로세스를 개발했으며, 이는 사출 성형 폴리머를 부착하기 위한 보다 유용한 인터페이스를 제공했습니다. 이 방법은 가볍고 내구성이 뛰어난 고분자-금속 복합 재료의 저비용 산업 생산으로 이어질 수 있습니다.

도쿄 대학의 연구원들은 자동차 산업에서 일반적으로 사용되는 아연 도금 강철 표면에 나노 크기의 구조를 만드는 저렴하고 간단한 프로세스를 개발했습니다. 이 방법은 가볍고 내구성이 뛰어난 고분자-금속 복합 재료의 저비용 산업 생산으로 이어질 수 있습니다.

제조 산업은 보다 효율적인 제조 재료를 지속적으로 찾고 있지만 실험실에서 생성된 이러한 재료를 개발하는 대부분의 새로운 방법은 산업 규모의 사용에 적합하지 않습니다. 이제 도쿄 대학 산업 과학 연구소의 연구자들은 아연 도금 강판에 폴리머를 결합하는 저렴하고 간단한 방법을 개발했습니다. 공업적 규모로 생산한다.

제조 부문이 프로세스의 환경적 영향에 대해 생각하는 동기가 점점 더 커짐에 따라 부품을 지속 가능하게(가혹한 화학 물질 및 폐기물을 최소화하여) 만들고 교체가 필요하기 전에 긴 수명을 보장할 수 있는 새로운 기술이 필요합니다. . 아연도금강판은 우수한 기계적 성질과 내식성으로 인해 자동차 산업에서 널리 사용됩니다. 그러나 무게 때문에 고분자-금속 복합재는 내구성이 높은 대체 경량 소재로 점점 더 많이 적용되고 있습니다. 불행하게도 폴리머를 아연도금강에 접착하는 전통적인 기술은 종종 가혹한 화학 물질이나 특수 장비가 필요하기 때문에 대량 생산에 적합하지 않습니다.

Journal of Manufacturing Processes에 최근 발표된 연구에서, 도쿄 대학의 연구팀은 강철을 산 세척으로 전처리하고 뜨거운 물에 담그는 것만으로 폴리머가 아연 도금된 강철에 접착될 수 있는 방법을 시연했습니다. 산 세척은 뜨거운 물이 실제 표면에 거친 나노스케일 바늘 구조를 형성할 수 있도록 강철의 아연 코팅에서 외부 "수동층"을 벗겨냅니다. 연구원들은 폴리머가 처리된 금속에 적용되었을 때(사출 성형 직접 접합이라고 하는 프로세스에서) 매우 강력한 기계적 연결을 생성하는 바늘 구조 사이와 내부의 작은 틈과 융기 부분을 채웠다는 것을 발견했습니다. "우리는 뜨거운 물에 담그는 것이 고분자가 부착할 아연 코팅에 나노 규모 구조를 생성하는 간단하고 효과적인 방법이라는 것을 발견했습니다.

이 그룹은 또한 인장-전단 강도(폴리머가 금속에서 찢어지기 전에 얼마나 많은 힘을 견딜 수 있는지를 나타냄)가 아연 도금된 강철 표면의 나노 크기 구조의 복잡성에 따라 어떻게 증가하는지 보여주었습니다. 나노 스케일 구조화에서 최대 복잡성을 달성하기 위해 온수 온도와 처리 시간을 최적화함으로써 팀은 처리되지 않은 금속에 비해 인장 전단 강도를 크게 높일 수 있었습니다. "우리의 프로세스는 금속 및 플라스틱 부품을 영구적으로 접착해야 하는 광범위한 하이브리드 접합 응용 분야에 적용할 수 있습니다."라고 수석 저자인 Yusuke Kajihara는 말합니다. "또한 우리의 방법은 가혹한 화학 물질이나 복잡한 절차를 사용하지 않으므로 산업 적용에 필요한 확장에 적합합니다."

출처 : https://www.sciencedaily.com/