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      陶瓷涂层技术知识

      2014-10-9 20:00:35

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      详细介绍
      陶瓷涂层技术知识 
      一、金属基陶瓷涂层简介      
      金属基陶瓷涂层是指涂在金属表面上的耐热无机;げ慊虮砻婺さ淖艹。他能改变金属底材料外表面的形貌、结构及化学组成,并赋予底材料新的性能。涂层的种类很多;按其组成可分为硅酸盐系涂层、氧化物涂层、非氧化物涂层及复合陶瓷涂层等,按工艺方法可分为熔烧涂层、喷涂涂层、气相沉积及扩散涂层、低温烘烤涂层、电化学工艺涂层、溶胶-凝胶涂层及原位原位反应涂层等;按其性能与用途可分为温控涂层(包括温控、隔热、红外辐射涂层等)、耐热涂层(包括抗高温氧化、抗腐蚀、热处理;ね坎愕龋、摩擦涂层(包括减磨、耐磨润滑涂层)、电性能涂层(包括导电、绝缘涂层等)、特种性能涂层(包括电磁波吸收、防原子辐射涂层等)及工艺性能涂层等。    
      二、金属基陶瓷涂层制备技术    

      1.喷涂法(等离子喷涂法)    

      图(1)等离子喷涂陶瓷涂层作业现场

      2.化学气相沉积法(CVD):在相当高的温度下,混合气体与基体的表面相互作用,使混合气体的某些成分分解,并在基体表面形成一种金属或化合物的固态薄膜镀层。    

      3.物理气相沉积法(PVD):离子镀法、溅射法、蒸镀法、离子注入等,离子化使镀层更致密。目前CVD和PVD的界限已不明显,两者相互渗透,CVD技术引入等离子活化等物理过程,出现了PACVD技术,PVD技术也引入反应气体产生化学过程。    

      4.复合镀层    
      5.溶胶-凝胶法    
      6.原位反应法   

       三、应用      

      航天航空工业: 航天飞机机身外皮 发动机涡轮叶片 燃烧室内壁 齿轮箱传送装置     电力电子工业:增加介电常数     

       汽车工业:为了减轻重量而开发新一代汽车发动机,欧洲、日本的汽车制造厂已经采用了合金上电解沉积Ni-SiC复合镀层,这种镀层还能大大提高耐膜性能、润滑性能和耐高温氧化性能。将氧化锆陶瓷粉末喷涂在内燃机的燃烧室内壁,可提高内燃机的工作温度、节省燃料和简化结构。      

      切削刀具上的应用:硬度高、耐热粘结性强、化学稳定性高、切削韧性好、切削性能优良等特点。单双三层刀具,陶瓷镀层刀具寿命是原来的1-2倍,多镀层刀具是陶瓷镀层刀具寿命的0.5-1倍。    

      细管内壁喷涂陶瓷涂层

      图(2)陶瓷喷涂涂层用于轴套表面

      冶金和机械工业:金属的冶炼热加工和热处理都要在高温下进行,防止金属的高温氧化、渗氮、渗氧,往往在金属表面涂热处理;ね坎。     

      生物医学的应用:改善人体与金属的生物相容性。     

      石油化工:防腐      陶瓷、玻璃生产:增加强度和寿命     

      食品包装:耐热、高阻隔、透明度   


      金属陶瓷镀膜技术在车用内燃机上的应用 :   

      为降低内燃机活塞环与气缸套表面的摩擦因数,提高发动机的机械效率,进而提高内燃机的性能,在内燃机活塞环上应用了金属陶瓷镀膜技术。采用此项技术后,发动机成本仅增加3%-5%,而整机动力性和经济性得到了明显改善,实用价值很高。

      图(3)陶瓷涂层用于密封件表面


       四、发展方向     

      1.发展新涂层:研究解决陶瓷涂层与金属基体的热膨胀系数匹配问题,从而提高涂层与金属的结合力。     
      2.发展新工艺:简便、成本低、生产效率高以及产生无缺陷涂层的工艺    
      3.无损探伤方法,韧性、粘结强度等。      
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