Краткое обсуждение эксплуатационных характеристик высокоэффективных керамических покрытий
Высокоэффективные керамические покрытия — это общий термин для класса неметаллических неорганических покрытий, которые появились после органических смол, металлов и сплавов. За последние полвека, с развитием передовых технологий, таких как аэрокосмическая техника и электронная военная промышленность, высокоэффективные керамические покрытия также достигли устойчивого и быстрого роста. Покрытые компоненты, изготовленные путем объединения этого нового типа высокотемпературного материала с металлической матрицей, не только объединяют свойства монолитных керамических материалов, демонстрируя такие преимущества, как высокая термостойкость и химическая коррозионная стойкость, но также позволяют высокой прочности, высокой пластичности и высокой электропроводности керамического покрытия и основного металлического материала дополнять друг друга, тем самым сохраняя структурную прочность исходной подложки.
Метод формования
① Методы твердофазного осаждения: такие как самораспространяющийся высокотемпературный синтез.
② Методы газофазного осаждения: такие как физическое осаждение из паровой фазы (PVD) и химическое осаждение из паровой фазы (CVD).
③ Методы влажной химии: такие как золь-гель метод, химическое осаждение и химическое композитное осаждение.
④ Методы термического напыления: такие как плазменное напыление и газопламенное напыление. На этот метод приходится более 50% доли рынка керамических покрытий.
Преимущества и недостатки
Преимущество:
① Он может гибко сочетать в себе высокую термостойкость, износостойкость, коррозионную стойкость и другие характеристики керамических материалов с высокой прочностью и ударной вязкостью, технологичностью, электро- и теплопроводностью металлических материалов, дополняя преимущества друг друга для максимального использования комплексных преимуществ и удовлетворения потребностей механических изделий в плане структурных и экологических характеристик.
② Существует широкий спектр материалов, доступных для подготовки керамических покрытий, и такие материалы, как керамика-керамика, керамика-металл и керамика-пластик, могут быть объединены по мере необходимости. Также легко интегрируется с исходным оборудованием и условиями обработки металла для достижения технологической трансформации предприятий.
③ Керамические покрытия легко формировать, с высокой скоростью осаждения и контролируемой толщиной покрытия. Различные процессы спекания могут быть использованы для напыления на поверхности тонкостенных деталей, полых деталей и деталей специальной формы, а также может быть реализовано локальное напыление армирования изделий.
④ Керамические покрытия можно наносить на различные подложки с хорошей производительностью обработки. Например, различные неорганические материалы, такие как металлы, цемент, огнеупорные материалы, гипсовый камень; пластмассы и органические материалы; дерево, картон и т. д., свойства которых можно улучшить путем распыления керамических покрытий. При повреждении керамического покрытия металлическую подложку можно использовать повторно, а керамические покрытия можно наносить снова (то же самое относится и к другим подложкам, если нет повреждений, влияющих на вторичное использование).
⑤ Расход материала низкий. Толщина керамических покрытий обычно составляет от нескольких десятков микрометров до нескольких миллиметров. Кроме того, керамические материалы имеют низкую плотность, поэтому расход материала небольшой, но добавленная стоимость высокая.
⑥ Нет ограничений по размеру заготовок или строительных площадок. Напыляемые изделия могут быть большими или маленькими, а форма не ограничена; они могут быть изготовлены на заводе по термическому напылению или на месте.
Недостатки:
① Плохая способность к пластической деформации, чувствительность к концентрации напряжений и трещинам, плохая стойкость к тепловому удару и усталости.
② Между керамическими материалами покрытия и металлическими материалами существует значительная разница в коэффициенте расширения и теплопроводности, а различные состояния напряжения, возникающие в процессе эксплуатации, будут влиять на их срок службы.
③ Покрытие и подложка соединены посредством механического сцепления или молекулярных сил, и возникает проблема различной прочности связи между двумя сторонами.