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      金屬與陶瓷材料技術明顯的特性弱點
      時間:2020-05-15 13:41 點擊次數:
      熱噴涂技術是材料科學行業內表面層工程學的重要組成部分,它是一類表面層強化和表面層改性的技術,通過在金屬基體表面層噴涂一層涂層使金屬具有耐磨、耐蝕、耐高溫氧化、電絕緣、隔熱、防輻射、減磨和密封等特性。熱噴涂技術關鍵用作高溫、耐磨、耐腐蝕等部件的預保護、功能涂層的制備及對失效部件的修復等。
       
      大多數陶瓷材料具有離子鍵或共價鍵結構,鍵能高,原子間結合力強,表面層自由能低,因此賦予了陶瓷材料高熔點、高剛度、高化學穩定性、高絕緣絕熱能力、熱膨脹系數小、摩擦系數小等特性;但與金屬材料相比較,其塑性變形能力差、對應力集中和裂紋敏感。
       
      顯然,用陶瓷作為機械結構材料,其可靠性比金屬材料差,機械加工困難,成本高。但是,運用熱噴涂技術在金屬基體上制備陶瓷涂層,能夠金屬材料的特征和陶瓷材料的特征有機地結合起來,得到復合材料結構。由于這種復合材料結構具有異常優越的綜合性能,促使熱噴涂技術迅速從高尖行業擴展使用到能源、交通、冶金、輕紡、石化、機械等民用工業行業。
       
      陶瓷涂層技術的特征與整體結構陶瓷材料相比較,陶瓷涂層技術具有如下特征:
       
      1.能有機地把金屬材料的強韌性、易加工性等和陶瓷材料的耐高溫、耐磨和耐腐蝕等特性結合起來。2.合理選擇涂層材料和適宜的噴涂工藝,能夠得到各類功能的表面層強化涂層。
       
      3.不受基體的限制:用作熱噴涂的基體材料能夠是金屬、陶瓷、水泥、耐火材料、石料、石膏等無機材料,也能是塑料、橡膠、木材、紙張等有機材料。4.不受工件尺寸和施工場所的限制。5.涂層沉積速率快,厚度可控,工藝簡潔明了。6.陶瓷涂層的可加工性好,且涂層損壞后可再做好噴涂。
       
      高溫納米陶瓷涂層是一類復合新材料技術,簡稱陶瓷涂層(CeramicCoatings)陶瓷涂層由非金屬化合物、金屬氧化物、稀土氧化物的復合納米材料構成,在金屬或非金屬基材表面層,用壓縮空氣常溫噴涂一類超細的納米陶瓷漿料,經常溫干燥固化后,隨爐升溫燒結,在基材表面層形成一層超薄陶瓷涂層薄膜與基材以化學鍵方式緊密結合,與高溫煙氣環境間形成致密化學惰性保護膜。
       
      金屬材料表層的物理化學特性對它的很多重要使用性能,如硬度、耐磨性、耐蝕性、耐熱性和抗氧化性等都有決定性的功能。金屬陶瓷涂層能改變金屬基體外表面層的形貌、結構和化學組成,并賦予基體新的特性。利用在金屬表面涂覆金屬陶瓷涂層的方法,制備的既有金屬強度和韌性,又有陶瓷耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等優點的復合材料,已成功地使用于航天、航空、國防、化工、機械、電力、電子等工業。
       
      復合金屬陶瓷涂層技術作為材料表面處理技術的重要手段能夠制備各類特殊功能(耐磨、耐蝕、耐熱、耐疲勞、耐輻射以及光、熱、電、磁等)的涂層,用少量的材料具有大量、昂貴的整體材料難以具有的功能,另外又極大地降低產品的加工成本,因此做到提高產品質量、延長使用壽命、節約資源和能源的目標。表面層涂(覆)層技術是得到顯著技術經濟效益的一類新的表面層強化技術,是表面工程科學的重要組成部分。
       
      金屬與陶瓷材料各有其獨特的優異特性和明顯的特性弱點,如何把金屬與陶瓷材料各自的優勢特性結合起來,多年來一直以來是材料科學與工程界研究的方向。金屬陶瓷復合涂層技術成功地完成了金屬和陶瓷的優勢結合,極大的拓寬了金屬材料和陶瓷材料各自的使用范圍。鑒于金屬陶瓷復合涂層技術多方面的巨大優越性,應更進一步大力開展對此技術的研究開發,持續發展壯大新的涂層技術,更為豐富涂層品種,充分滿足國防建設與國民經濟發展壯大的需要。

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