陶瓷塗層是在傳統的陶瓷材料基礎上發展起來的新型複合材料,它即保持了傳統陶瓷材料的耐高溫、抗磨損、耐腐蝕等優點,同時保持了基體(tǐ)材料的結構強度,由于陶瓷塗層的厚度通常都在一(yī)毫米之内,大(dà)大(dà)地減少了零件的消極重量,其抗熱沖擊性能優于整體(tǐ)陶瓷。
意大(dà)利某陶瓷基塗層平底鍋(壓鑄鋁基材)
一(yī)、陶瓷塗層組成&工(gōng)藝技術
可用于陶瓷塗層的主要有:氧化物(wù)、碳化物(wù)、氮化物(wù)、硼化物(wù)陶瓷等。氧化物(wù)陶瓷常用的塗層材料有Al2O3,TiO2,ZrO2,Cr2O3,SiO2,MgO,BeO,Y2O3等;碳化物(wù)陶瓷主要有SiC,WC,BC,TiC等;氮化物(wù)陶瓷主要有Si3N4,TiN,BN,AlN等;硼化物(wù)陶瓷,常用的有TiB,ZrB2等。
陶瓷塗層的成型工(gōng)藝有很多種,如熱噴塗(火(huǒ)焰噴塗、等離(lí)子噴塗);氣相沉積(化學氣相沉積、物(wù)理氣相沉積);高溫點熱源掃描(聚焦光束熔敷、激光熔敷;還有真空液相燒結技術,複合鍍層,溶膠-凝膠技術,自蔓延高溫合成技術,搪瓷塗覆技術,膠粘塗層技術等。其中(zhōng)熱噴塗技術是陶瓷塗層的主要成型工(gōng)藝手段,市場份額在50%以上。
如下(xià)小(xiǎo)視頻(pín):看看熱噴塗是怎麽工(gōng)作的
二、陶瓷塗層的使用目的
陶瓷塗層繼承了陶瓷材料的優秀的電(diàn)和熱絕緣性能,耐腐蝕性和低摩擦系數使其在許多特殊領域得到了應用,目前石油和天然氣,建築,航空,航天,汽車(chē)和電(diàn)氣等多個行業都可能會用到陶瓷塗層。下(xià)文以應用目的爲線索對其展開(kāi)描述。
石油輸送防腐管道
陶瓷塗層具有高硬度及低摩擦系數,因此陶瓷塗層使組件能夠更容易地相互“滑動”,從而減少組件之間的摩擦力或降低磨損。低摩擦陶瓷塗層的一(yī)些典型工(gōng)業應用包括泵、溜槽、輸送機、閥門和滾珠軸承。
陶瓷塗層通常具有良好絕緣性,除了應用于電(diàn)子和電(diàn)氣行業外(wài),在機械、工(gōng)業和汽車(chē)行業的需求也很高。
一(yī)些通常用陶瓷塗層絕緣的部件包括:手持工(gōng)具、電(diàn)纜架、電(diàn)路、接觸軸承、發動機部件。
在航空工(gōng)業中(zhōng)的應用是陶瓷塗層的熱障功能經典應用方向。由于過熱的金屬部件容易發生(shēng)故障,例如熱疲勞翹曲和熔化,陶瓷塗層形成有效的熱障可以保證在高溫下(xià)工(gōng)作的金屬表面受到損壞,可以使發動機的使用壽命更長。另外(wài),熱屏障陶瓷塗層的使用,允許更高的内燃溫度的實現(在某些情況下(xià)高于合金的熔點),從而得到更高推力效率的渦輪機。早在二十世紀七十年代,美國惠普公司生(shēng)産的JD8發動機就使用了48種塗層材料,用在2800多個零部件上,有效地延長了發動機的大(dà)修期(從4000h延長至16000h以上),熱障塗層是現代航空發動機的關鍵技術之一(yī)。
顯而易見,陶瓷不粘鍋是陶瓷塗層不粘性能的其中(zhōng)一(yī)個廣泛應用方向,此外(wài),用于汽車(chē)塗料也是另外(wài)一(yī)個熱門。陶瓷基塗料比其他類型的汽車(chē)塗料更受青睐,因爲它能在更長的時間内保持光潔度,此外(wài),車(chē)輛不需要頻(pín)繁上蠟。