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            熱噴涂陶瓷涂層
            來源: | 作者:滁州朝立新材料技術有限公司 | 發布時間: 2021-09-07 | 508 次瀏覽 | 分享到:

            采用熱噴涂技術,在金屬基體上沉積陶瓷涂層,將陶瓷耐高溫、耐磨、耐蝕等特性與金屬材料的強韌性、可加工性、導電導熱性等特性結合起來,以獲得理想復合涂層制品,已成為當今復合材料及制品研制領域的一個重要發展方向。

            陶瓷涂層種類很多,有硅酸鹽系涂層、氧化物涂層、碳化物涂層及復合陶瓷涂層等。采用等離子噴涂、爆炸噴涂、超音速噴涂、火焰噴涂等多種熱噴涂工藝可制備出耐磨、耐蝕、耐高溫、抗氧化、隔熱、絕緣、熱輻射、防輻射、超導和生物功能等各種特性的表面強化涂層。

            熱噴涂陶瓷涂層的優勢還在于對基材材質無特殊要求,涂層厚度可控(幾十μm到幾mm之間),工件大小不限,噴涂設備簡單,噴涂沉積速率比物理氣相沉積(PVD)、化學氣相沉積(CVD)和電火花沉積快,物耗少,經濟效益顯著。

            下面就陶瓷涂層在航空航天、電子、材料等高科技領域中的應用作簡要概述。

            一、在航空航天領域的應用航空表面防護技術是熱噴涂持續多年的研究熱點

            航空發動機的關鍵部件是高溫合金渦輪葉片和渦輪盤。目前,發動機渦輪的入口溫度已接近或超過合金的熔點,預計不久將達到1930°C。這樣高的溫度會影響發動機的功能和燃效。高溫合金的一個重要發展趨勢就是高溫隔熱涂層(熱障涂層TBCs),即在合金表面涂覆隔熱性能良好的高熔點陶瓷涂層(氧化釔穩定氧化鋯涂層)。熱障涂層和葉片冷卻技術可使葉片承溫能力提高約450°C。這些涂層還可用于小型火箭發動機噴管、返回地面人造衛星回收天線、以及無水冷汽車發動機等。

            二、在電力電子工業中的應用

            在金屬板(如科伐合金、銅、鋁、鋼)上熱噴涂絕緣陶瓷涂層所形成的金屬-陶瓷復合材料是微電子工業中理想的基板材料。高熱導率的金屬將強電流所產生的熱量迅速散發,而陶瓷層則提供優良的介電絕緣性能。等離子噴涂形成的氧化鋁涂層在厚度不到1mm時,能夠在1300°C的高溫下耐壓2500V以上。滿足了高溫下電絕緣的要求。Al2O3陶瓷主要用作集成電路的基板和高性能的封裝材料。

            三、新型復合材料

            80年代以來,熱噴涂技術的快速發展出現了用熱噴涂技術制造彌散強化型金屬基復合材料、纖維增強金屬基復合材料和功能梯度材料等新型的復合材料。俄羅斯的科技人員已將FGM( 梯度功能材料)涂層的復合材料投入實際應用,在航空發動機的靜子摩擦環表面先用等離子噴涂技術逐層噴涂以Al2O3陶瓷為主的梯度涂層,再用激光或電子束進行控制重熔(陶瓷層全熔,過渡層半熔),最后磨平外表面,得到的涂層不僅成分、組織和性能呈梯度變化,涂層強度及結合強度高,整體結合好,而且表面陶瓷層高的硬度和完美的平整性對摩擦端面的耐磨和密封十分有利。

            綜上所述,熱噴涂陶瓷涂層在諸多方面具有廣闊的應用前景。


                  

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