實(shí)施了ZnO涂層處理的滾珠軸承（照片出自NIMS的新聞發(fā)布資料）
ZnO涂層軸承滾珠的截面TEM圖像（照片出自NIMS的新聞發(fā)布資料）
配備ZnO涂層滾珠的救災(zāi)用小型噴氣引擎發(fā)電機(jī)（照片出自NIMS新聞發(fā)布資料）
日本物質(zhì)及材料研究機(jī)構(gòu)（NIMS）和日本東北大學(xué)2016年6月8日宣布，開發(fā)出了向軸承滾珠涂敷NIMS自主開發(fā)的環(huán)保低摩擦材料——氧化鋅（ZnO）的技術(shù)。另外，還與日本FOX corporation公司共同開發(fā)了配備該軸承的救災(zāi)用小型噴氣引擎發(fā)電機(jī)。
ZnO等低環(huán)境負(fù)荷的氧化物材料的摩擦系數(shù)一般都比較大，因此難以作為低摩擦材料使用。以往研究發(fā)現(xiàn)，通過控制ZnO的晶體取向，在油、真空及大氣中均可大幅降低其摩擦系數(shù)。不過，這一發(fā)現(xiàn)還只是實(shí)驗(yàn)室水平，能否用于實(shí)機(jī)還是未知數(shù)。
此次開發(fā)出的技術(shù)可在保持對ZnO的低摩擦化有效的晶體取向的情況下，將ZnO涂敷于球狀軸承滾珠的技術(shù)。通過將軸承滾珠放入籠狀樣品夾具中轉(zhuǎn)動，同時調(diào)整樣品與濺射靶之間的距離、籠子的尺寸以及轉(zhuǎn)動速度等，成功獲得了優(yōu)質(zhì)的ZnO涂層滾珠。
實(shí)證試驗(yàn)表明，ZnO涂層滾珠的摩擦系數(shù)降低到了原來的約2/3。另外，通過觀察軸承滾珠的表層部分確認(rèn)，存在ZnO柱狀晶體生長情況。另外，還將這種軸承嵌入小型噴氣引擎中實(shí)施了性能測試，獲得了燃耗降低約1％的結(jié)果。
此次開發(fā)的小型噴氣引擎發(fā)電機(jī)的總重量約為40kg，采用兩名成人可搬運(yùn)的尺寸，發(fā)電量Z大可達(dá)到8000W，能夠滿足兩戶普通家庭的用電需求。燃料使用在發(fā)生災(zāi)害時也容易得到的煤油（添加6％的潤滑油）。另外還可利用廢熱得到熱水，利用熱電轉(zhuǎn)換元件發(fā)電。
今后，計(jì)劃由FOX corporation將這種發(fā)電機(jī)作為救災(zāi)用緊急電源銷售。此次的成果預(yù)定在2016年8月5日于京都舉行的“PRICM-9學(xué)會”上發(fā)表。
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