陶瓷涂層工藝技術應用簡析
2013-10-25 20:05:56點擊：
陶瓷涂層工藝技術應用簡析
熱噴涂工藝方法中應用較廣泛的有火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂和超音速噴涂技術。火焰噴涂是通過火焰噴槍實現的，噴槍通過氣閥分別引入乙炔、氧氣或壓縮空氣，乙炔和氧氣混合后在噴嘴出口處產生燃燒火焰，引入的粉狀或棒狀涂材在火焰中被加熱熔化后，在焰流的作用下形成霧狀小液滴被噴射到基體表面形成涂層。電弧噴涂所用的兩根線狀材料涂層材料由送絲輪自動導入，當在兩線狀材料之間通過大電流時將產生電弧，線狀材料在電弧的高溫作用下迅速熔化，并由壓縮空氣作用成小液滴被噴射到基體表面形成涂層。
熱噴涂技術是材料科學領域內表面工程學的重要組成部分，它是一種表面強化和表面改性的技術，通過在金屬基體表面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、減磨和密封等性能。熱噴涂技術主要用于高溫、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，表面自由能低，從而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，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。然而，采用熱噴涂技術在金屬基體上制備陶瓷涂層，能把金屬材料的特點和陶瓷材料的特點有機地結合起來，獲得復合材料結構。由于這種復合材料結構具有異常優越的綜合性能，使得熱噴涂技術迅速從高尖領域擴展應用到能源、交通、冶金、輕紡、石化、機械等民用工業領域。
陶瓷涂層技術的特點與整體結構陶瓷材料相比，陶瓷涂層技術具有如下特點：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，可以獲得各種功能的表面強化涂層。3.不受基體的限制：用于熱噴涂的基體材料可以是金屬、陶瓷、水泥、耐火材料、石料、石膏等無機材料，也可以是塑料、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，工藝簡單。6.陶瓷涂層的可加工性好，且涂層損壞后可再進行噴涂。
熱噴涂工藝方法中應用較廣泛的有火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂和超音速噴涂技術。火焰噴涂是通過火焰噴槍實現的，噴槍通過氣閥分別引入乙炔、氧氣或壓縮空氣，乙炔和氧氣混合后在噴嘴出口處產生燃燒火焰，引入的粉狀或棒狀涂材在火焰中被加熱熔化后，在焰流的作用下形成霧狀小液滴被噴射到基體表面形成涂層。電弧噴涂所用的兩根線狀材料涂層材料由送絲輪自動導入，當在兩線狀材料之間通過大電流時將產生電弧，線狀材料在電弧的高溫作用下迅速熔化，并由壓縮空氣作用成小液滴被噴射到基體表面形成涂層。
熱噴涂技術是材料科學領域內表面工程學的重要組成部分，它是一種表面強化和表面改性的技術，通過在金屬基體表面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、減磨和密封等性能。熱噴涂技術主要用于高溫、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，表面自由能低，從而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，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。然而，采用熱噴涂技術在金屬基體上制備陶瓷涂層，能把金屬材料的特點和陶瓷材料的特點有機地結合起來，獲得復合材料結構。由于這種復合材料結構具有異常優越的綜合性能，使得熱噴涂技術迅速從高尖領域擴展應用到能源、交通、冶金、輕紡、石化、機械等民用工業領域。
陶瓷涂層技術的特點與整體結構陶瓷材料相比，陶瓷涂層技術具有如下特點：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，可以獲得各種功能的表面強化涂層。3.不受基體的限制：用于熱噴涂的基體材料可以是金屬、陶瓷、水泥、耐火材料、石料、石膏等無機材料，也可以是塑料、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，工藝簡單。6.陶瓷涂層的可加工性好，且涂層損壞后可再進行噴涂。
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