工程涂料的要求越来越严格。环境问题也被认为是设计过程的一个组成部分。为未来的经济竞争力和较低的环境影响因此,我们必须将注意力转向使用最低的资源的过程。热喷涂是一个有吸引力的涂层技术,因为它提供了一个广泛的选择材料和流程,减少对环境的影响相比,传统的电镀过程。亚博网站下载 热喷涂技术,如火焰喷涂、电弧喷涂和等离子喷涂,使许多问题的磨损、腐蚀和热降解与定制解决了工程表面涂料。例如,涡轮机可以通过热喷涂涂层,允许他们在更高的温度下使用。 热喷涂是如何工作的呢?在热喷涂过程中,加热和熔化粒子推动向衬底的地方夷为平地,迅速熄灭。yabo214热喷涂涂层的长条木板由层片状截面。通常每个长条木板的冷却速率是每秒一百万度附近的某个地方。这个快速淬火显微组织可以有他独特的特点不同于那些由传统处理技术如固态溶解度的扩展,粒度的细化,形成亚稳阶段和高浓度的点缺陷。 变化的热喷涂有许多热喷涂技术的变化。燃烧的火焰喷涂用燃气加热材料。在大气等离子喷涂(APS)材料和等离子体射流中加速融化。为了避免饲料材料的氧化,喷涂可以在惰性气体气氛,在减压(称为真空等离子喷涂VPS或低压等离子喷涂牧民联盟)。在高速氧燃料喷涂(HVOF喷涂),材料注入高速喷气燃料与氧气混合燃烧所产生的高压力。 热喷涂的优点与传统表面改性过程相比,热喷涂厚度提供了更大的能力,没有大小限制,它可以原位进行,产生最小的有毒废物。高温处理使许多高熔点材料沉积到衬底相对较冷。亚博网站下载 应用程序和市场热喷涂料,近年来得到广泛的接受为各种工业应用——全球热喷涂料市场目前约为13.5亿美元。这种增长主要技术领导和高价值的等离子体涂层占有大量的市场份额。绝大多数的这些应用程序包括耐磨性,虽然在打击使用热喷涂涂层的高温腐蚀也继续得到相当大的工业和学术兴趣。这些喷涂料应用以达到predeterminable生命周期下严重的操作条件。例如,热喷涂料已广泛使用,以防止应力腐蚀开裂在高强度低合金钢用于液化石油气坦克。其他表面性质和功能,热喷涂料可以提供,生物兼容性,电阻/电导率、热障碍,和维恢复。 大量使用热喷涂技术方面在欧洲获得全球领导力的纸和纺织工业。开创性的应用热喷涂耐磨涂层刀片,卷和织机允许产量显著增加。航空和航天产业也大大受益——许多组件在现代飞机依靠硬,耐磨涂料可承受的温度约为850°C。这种类型的应用程序代表了大约40%的总市场。 表面Prote来引发反应高温表面保护已成为最先进的现代工程领域之一。不同的例子包括火箭推力室衬里,化学反应容器,为飞机燃烧叶片和陆基涡轮机,热挤压模具。这些涂料通常由精心挑选陶瓷和金属层提供足够的抗热疲劳性能和腐蚀保护。使用防护涂料防腐蚀快速增长在过去的十年中,和热喷涂涂层代表这种增长的很大一部分。 微电子学热喷涂涂层也可以用来制造混合微电子组件,通过喷涂陶瓷材料在金属基质提供电绝缘。亚博网站下载这种技术变得越来越重要在现代计算会议的要求。 生物材亚博网站下载料生物材亚博网站下载料约占总重量的41%热喷涂材料。在假体生物医学需求在本质上是复杂和多样化。通常,涂层材料的结合是必要的,以适应不同阶段的bio-integ亚博网站下载ration异物进入人体的过程。功能梯度bioceramic涂料用于提高biocompatability和植入物的耐蚀性。 机械性能
涂料的力学性能强烈依赖于其微观结构,特别是在孔隙度和层间的接触。这些很大程度上取决于所使用的耗材使用和加工路线。硬度是一种热喷涂涂层的关键属性,因为这是经常给涂层耐磨性的第一近似值。测量的硬度也允许快速评估涂层强度和喷涂的质量,因为特定的加工缺陷,如气孔和未融化的谷物,可以降低涂层硬度。 耐磨涂料碳化物和氧化物是最难的热喷涂料,最常被WC-Co喷金属陶瓷。金属陶瓷和陶瓷涂料是最适合穿的应用程序。a13喷涂料的弹性模明显低于大部分材料。碳化物、氧化物通常具有模量是20 - 30%的体积值,但是这个值严重依赖于加工路线。喷涂金属涂层通常有一个模量约30%的大部分价值,尽管这可能比得上大部分属性涂料生产使用llp)系统。 热障涂层热障涂层)取决于低导热系数和热扩散系数。目前最先进的TBC)系统是一个空气等离子喷涂Zr02/ 6-8wt % Y203陶瓷层/ NiCrAlY债券外套层,通过在低压等离子喷涂沉积。部分稳定氧化锆被选为表面涂层由于其优良的抗热震性,低的热导率和热膨胀系数相对较高。的热导率和宽容应变由微裂纹网络,进一步加强生产的图1中,个体由于喷洒长条木板。
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图1。一个典型的等离子喷涂陶瓷长条木板显示的微裂隙网络。 |
的将来时e未来制造业和工程行业将继续发生戏剧性的变化,并为众多工程或耐用消费品产品适当的表面工程作为应用热喷涂技术正成为持续竞争优势的决定性因素。 许多可用的表面工程技术,热喷涂技术是很好的位置来满足市场需求。他们允许制造各种各样的涂料、沉积的复杂复合材料(如功能梯度涂层)和提供了一个潜力巨大的发展创新涂料可以处理最小环境干扰。亚博网站下载 HVOF喷涂HVOF喷涂预计将增加其显著的市场份额——硬金属陶瓷涂料正越来越多地取代传统镀铬,和抗氧化合金涂层涡轮发动机,由牧民联盟独家喷洒,也由HVOF喷涂。这是因为这项技术可以产生非常密集的涂料,减少氧化和分解饲料的材料在空气中。亚博网站下载 障涂层热喷涂技术的最具挑战性的目标之一是barrier-type涂料耐腐蚀,因为几乎完全去除through-porosity是必需的。VPS已经成功在某种程度上,但如果这种涂料可以在空气中,更多的应用程序可以实现。为了实现这一目标,改进了APS以及HVOF喷涂过程通过引入气体裹尸布或激光皮肤融化。 腐蚀/穿涂料陶瓷涂料也值得更多考虑应用程序涉及腐蚀+穿。然而,重要的是,尽可能多的照顾给选择的黏合层的陶瓷涂层如果这些涂料进行预期。 结论另一个可能的途径提高陶瓷涂层是利用结构陶瓷的新浪潮。增韧方法如纤维加载和控制和反应可能产生重大改善涂料的反应。 热喷涂涂层可能不是每个问题的答案涉及到一个组件的表面退化,他们只是一个阿森纳的武器。然而,这项技术并提供大范围的涂层操作,和创新提供了一个有吸引力的机会,而给环境资源压力较小。 |