金属陶瓷复合材料的应用

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金属陶瓷复合材料

金属陶瓷复合材料

金属陶瓷复合材料金属陶瓷复合材料(学习型)文摘:众所周知,金属材料具有抗热震性好、韧性好等特点,可以应用于许多领域到广泛应用,但是它又因易氧化和高温强度不高等缺点限制了发展。

而陶瓷材料具有硬度高,耐热性好,耐腐蚀等特点,如果通过一定的工艺方法将他们结合起来制成金属陶瓷,则可兼有二者的优点。

使制成的新材料具有硬度大、高温强度高、高温蠕变性好,抗热震性好、抗氧化、耐腐蚀、耐磨损等众多优异的性能,得到更加广泛的应用。

关键词:金属陶瓷;复合原理;润湿性;热力学共存性简介:陶瓷由金属结合相和陶瓷主相组成。

然而,这并不意味着任何金属相和陶瓷相的组合都具有优异的金能量。

因此,如何选择材料,如何使材料完美结合,将是本文研究的重点。

1.金属陶瓷材料体系的选择原则对于金属陶瓷来说,要使其具有理想的性能,需要考虑的主要问题是如何把将两种以上的材料结合起来,以获得理想的结构。

相界面的润湿性、化学反应和组分的溶解对相界面的结合有重要影响。

因此,材料体系的选择应遵循以下原则:第一,熔融金属与陶瓷相的润湿性要良好,这是决定金属陶瓷性能优劣的主要条件之一。

第二,金属相与陶瓷相之间不发生剧烈的化学反应,如果反应太剧烈,纯金属相就会变成金属化合物,而无法达到用金属来改善陶瓷脆性的目的。

第三,金属相和陶瓷相的热膨胀系数相差不可过大,对于单一材料来说膨胀系数愈小,抗热震性愈好。

但对金属陶瓷来说,除考虑整体膨胀系数外,还要考虑组元材料热膨胀系数的差别,这种差别如果太大,便会使材料在急冷、急热条件下产生巨大的热应力,甚至使材料产生裂纹或断裂。

此外,为了获得良好的微观结构,对金属相和陶瓷相的含量应有适当的要求。

最理想的结构应该是陶瓷相的细颗粒均匀分布在金属相。

金属相以连续的薄膜状态存在,包裹着陶瓷颗粒。

根据这一要求,陶瓷的用量一般为15%~80%。

2.金属陶瓷复合材料的原理2.1金属相与陶瓷相间的润湿性问题由于陶瓷和金属的晶体类型和物理化学性质不同,它们的相容性很差,大多数液态金属不能润湿陶瓷。

复合材料的基体材

复合材料的基体材

复合材料的基体材
常见的复合材料基体材料包括金属、聚合物和陶瓷等。

金属基体材料是最早被应用于复合材料的基体材料之一、金属基复合材料具有高强度、刚性和导热性能,还具有优良的机械性能和良好的成型性能。

由于金属本身的导热性和良好的电导性,金属基复合材料广泛应用于热传导和电传导方面的应用,如散热器、导电线和电子器件等。

聚合物基体材料是应用最广泛的复合材料基体材料之一、聚合物基复合材料具有重量轻、加工性能好、电绝缘性好、化学稳定性好等特点。

此外,聚合物基体材料的成本相对较低,易于大规模生产。

因此,聚合物基复合材料广泛应用于航空航天、汽车工业、电子设备和建筑等领域。

陶瓷基体材料具有高强度、高硬度、高耐压性和高耐磨性等特点。

陶瓷基复合材料的主要优点是在高温和高压环境下具有出色的性能。

陶瓷基复合材料常用于高性能陶瓷刀具、高温热力设备和用于材料强化的陶瓷纤维等领域。

此外,还有一些其他的基体材料,如碳纤维基体材料和纤维增强中空玻璃基体材料等。

碳纤维基体材料具有重量轻、高强度、高弹性模量和耐腐蚀性强等特点,常用于航空航天、汽车和体育器材等领域。

而纤维增强中空玻璃基体材料以其低密度、优良的隔热性能和抗雷击性能而得到广泛应用。

综上所述,复合材料的基体材料类型丰富多样,每种材料都有其独特的优点和应用领域。

随着科技的不断进步和需求的不断增加,对基体材料的研发和应用也在不断深入,为复合材料的发展提供了更广阔的空间。

金属陶瓷复合材料的力学性能和应用

金属陶瓷复合材料的力学性能和应用

金属陶瓷复合材料的力学性能和应用金属陶瓷复合材料是一种新型的材料,具有独特的力学性能和
应用价值。

本文将从力学性能和应用两个方面对金属陶瓷复合材
料进行分析。

1、力学性能
金属陶瓷复合材料的力学性能主要包括强度、硬度、韧性和耐
磨性等方面。

一般来说,金属与陶瓷的组合可以使材料既具有金
属的强度和韧性,又具有陶瓷的硬度和耐磨性。

例如,钨钢复合材料具有高强度、高硬度和高耐磨性,是极好
的刀具材料;钨铁热障复合材料具有较高的热稳定性和耐磨性,
可用于高温环境下的摩擦零件等;不锈钢陶瓷复合材料则具有较
高的耐腐蚀性。

2、应用
金属陶瓷复合材料的应用范围广泛,主要在航空、航天、电力、机械、化工等领域。

以下是一些应用案例:
(1)航空领域
飞机零件中,需要同时考虑材料的轻量化和力学性能,金属陶瓷复合材料在此方面有很好的应用前景。

例如,铝陶瓷复合材料可用于制造高温静叶环等;钛合金陶瓷复合材料可用于制造航空发动机部件等。

(2)化工领域
化工领域中,材料要求较高的化学稳定性和机械性能,金属陶瓷复合材料可作为替代方案。

例如,不锈钢陶瓷复合材料可用于制造高强度和耐腐蚀的化工泵和阀门等。

(3)电力领域
金属陶瓷复合材料的高耐磨性在电力领域中也有广泛的应用。

例如,使用陶瓷制成的电气绝缘件,具有较高的耐磨性和耐高温性,可用于高压开关等设备中。

总之,金属陶瓷复合材料是一种具有良好力学性能和广泛应用
前景的新型材料,可用于制造各种机械零件、工具和化学设备等。

随着技术的不断进步,金属陶瓷复合材料的应用范围将会不断扩大。

陶瓷金属复合材料

陶瓷金属复合材料

陶瓷金属复合材料引言。

陶瓷金属复合材料是一种具有优异性能的新型材料,它将陶瓷和金属两种材料的优点结合在一起,具有高强度、耐磨损、耐腐蚀等特点。

本文将对陶瓷金属复合材料的制备方法、性能特点以及应用领域进行介绍。

一、制备方法。

1. 混凝土浇筑法。

混凝土浇筑法是制备陶瓷金属复合材料的一种常用方法。

首先,在金属基体表面涂覆一层陶瓷材料的粉末,然后通过高温烧结将金属和陶瓷牢固地结合在一起。

这种方法制备的复合材料具有较好的耐磨损性能和耐腐蚀性能。

2. 热压法。

热压法是另一种常用的制备陶瓷金属复合材料的方法。

首先将金属和陶瓷的粉末混合均匀,然后在高温高压下进行热压,使金属和陶瓷颗粒之间形成牢固的结合。

这种方法制备的复合材料具有较高的强度和硬度。

3. 溶液浸渗法。

溶液浸润法是一种较为新颖的制备陶瓷金属复合材料的方法。

在这种方法中,首先将金属基体浸入陶瓷颗粒的溶液中,然后通过热处理使陶瓷颗粒沉积在金属基体表面。

这种方法制备的复合材料具有良好的耐磨损性能和耐腐蚀性能。

二、性能特点。

1. 高强度。

陶瓷金属复合材料具有较高的强度,能够承受较大的载荷,适用于要求高强度的工程领域。

2. 耐磨损。

由于陶瓷具有优异的硬度,因此陶瓷金属复合材料具有良好的耐磨损性能,适用于需要耐磨损的场合。

3. 耐腐蚀。

陶瓷金属复合材料具有良好的耐腐蚀性能,能够在恶劣的环境中长期使用。

4. 轻质。

相比纯金属材料,陶瓷金属复合材料具有较低的密度,能够减轻结构的重量。

5. 高温性能。

部分陶瓷金属复合材料具有良好的高温性能,能够在高温环境中长期稳定工作。

三、应用领域。

1. 航空航天领域。

陶瓷金属复合材料具有较好的高温性能和耐磨损性能,适用于航空发动机、导弹等高温高速工作的部件。

2. 汽车制造领域。

陶瓷金属复合材料具有良好的耐磨损性能,适用于汽车发动机的活塞环、气门座等部件。

3. 化工设备领域。

陶瓷金属复合材料具有良好的耐腐蚀性能,适用于化工设备的阀门、泵体等部件。

极端服役环境功能梯度材料陶瓷金属复合材料

极端服役环境功能梯度材料陶瓷金属复合材料

极端服役环境功能梯度材料陶瓷金属复合材料先说说这家伙的名字,听起来复杂吧,其实它就是把陶瓷和金属这两种材料结合在一起,形成一种新的东西。

陶瓷呢,强度高,耐高温,适合严苛环境;金属则是柔韧性好,抗冲击,完美的组合呀!就像咱们的生活,软硬兼施,才能活得精彩。

功能梯度材料,就是在这两者之间找到一个完美的平衡。

想想看,像是把瓷器的坚硬和金属的韧性融合到一起,简直是科技的奇迹!这种复合材料的应用可广泛了,特别是在航空航天领域,简直是个小明星。

航天器在再入大气层的时候,温度可以高得让人发指,普通材料简直扛不住。

但是这功能梯度材料就不一样了,它可以在高温和低温之间自由切换,不怕烈焰也不怕寒风,真是铁打的汉子!它还能在超高压环境下工作,比如深海探测器下潜时的压力,绝对是个抗压王!说到这里,大家一定会想,哦,这材料好是好,但怎么做到的呢?这背后有个小秘密。

科学家们通过特别的制造工艺,让陶瓷和金属的成分和结构逐渐变化,就像做蛋糕,层层叠叠,吃到嘴里才发现,原来这么美味!这种渐变的设计,能让材料在不同环境中发挥最优性能,简直是“千变万化”的代表。

要说这科技真是让人目瞪口呆,惊叹不已啊!功能梯度材料的挑战也不少,比如说制造成本有点高,工艺要求复杂。

不过,科学家们可从来不怕挑战,他们像打不死的小强一样,越战越勇。

随着技术的不断进步,制造成本也在慢慢下降,预计未来会越来越普及。

到时候,咱们生活中可能随处可见这种神奇材料,真是让人期待。

在日常生活中,咱们也能感受到这种材料的魅力。

比如说,高端厨具、运动装备,甚至一些高科技玩意儿,都会用到功能梯度材料。

想象一下,拿着一个既耐磨又轻巧的锅,不仅能煎炸烹炒,还能在高温下依然屹立不倒,厨房的绝对主宰啊!再说了,这种材料的环保特性也不得不提。

随着人们对环保意识的提升,功能梯度材料的应用也越来越符合绿色发展的理念。

使用这种材料的产品不仅耐用,还能减少资源的浪费,简直是“环保先锋”。

想想看,未来咱们的世界可能会因为这些高科技材料变得更美好,真是充满了希望和想象力。

金属陶瓷复合材料的制备及其应用

金属陶瓷复合材料的制备及其应用

金属陶瓷复合材料的制备及其应用金属陶瓷复合材料是由金属和陶瓷两种材料共同构成的一种新型材料。

它具有金属的强度和陶瓷的耐热、耐腐蚀、耐磨损等性质,是一种高强度、高温、耐磨损的材料。

本文将探讨金属陶瓷复合材料的制备及其应用。

一、制备金属陶瓷复合材料有多种制备方法,其中最常见的是粉末冶金法和熔体浸渗法。

1.粉末冶金法粉末冶金法是指将金属粉末和陶瓷粉末按一定比例混合,利用高温高压烧结工艺将其压成坯体,经过热处理后形成金属陶瓷复合材料。

这种方法适用于制备较小尺寸的产品,具有工艺简单、生产成本低等优点。

2.熔体浸渗法熔体浸渗法是指将金属坯体浸入陶瓷材料的熔体中,利用熔体温度高、流动性好的特点,让熔体在金属孔隙中浸润填充,形成金属陶瓷复合材料。

这种方法适用于制备大尺寸、复杂形状的产品,具有高密度、高质量的优点。

二、应用金属陶瓷复合材料具有优异的性能,因此在各个行业有着广泛的应用。

1.航空航天领域在航空航天领域,金属陶瓷复合材料多用于制造发动机叶片、火箭喷嘴等部件。

其高温、耐磨、耐腐蚀的特性,可以保证部件在高压、高温、高速的环境下正常运转。

2.能源领域在能源领域,金属陶瓷复合材料多用于制造燃气轮机叶片、燃烧室等部件。

其高温、耐腐蚀、耐磨损等特性,可以保证燃气轮机等设备在长时间的高温高压环境下正常运转。

3.汽车制造领域在汽车制造领域,金属陶瓷复合材料多用于制造发动机活塞、曲轴等部件。

其高强度、高耐磨、耐高温性能能够大幅度提高发动机的效率和寿命。

4.医疗领域在医疗领域,金属陶瓷复合材料多用于制造人工关节、骨桥等医用器械。

其高强度、耐磨性好的特性,可以大大提高医用器械的稳定性和使用寿命。

总之,金属陶瓷复合材料因其独特的性能,已经被广泛应用于各个领域,为相关行业的技术升级和发展提供强有力的支持。

陶瓷-金属功能梯度复合材料在装甲防护中的应用

陶瓷-金属功能梯度复合材料在装甲防护中的应用

料的硬度 和弹性模量的提高而增大 抗冲击能力系
指 装 甲在 无裂纹或 无断裂 条件下吸 收攻击性或 较 大 口径弹 丸能量的能 力 , 装甲材料 的韧性 高 、 性 塑 军用 新材料技 术是发 展高技 术武器装 备 的物 质 基础 , 前 . 目 世界范 围内的军 用新材料 技术 已有 上万种 , 并以每年 5 %的速度递增 。 先进的材料是国 防武器系统及其性能的重要载体。在未来世界军事 战 略和现 代军事技术革命 的影响下 , 陆军武器将 在 机 动与快 速响应 、 战场 生存能力等方面获得大 幅度 的提高。因此 , 武器的高科技含量将大 大增加 , 高新 陆 军武器 材料将获得大量 的使用 , 以提高未来 陆军 武器在操 纵性 、 防护能力、 战、 勤保障 等方面的 交 后 能力 。 变形大则能吸收更多的能量。抗崩落能力系指装甲 板( 别是正 对着弹着点 背面处 ) 压缩 冲击 渡反 特 在 射为拉伸冲击波时 , 抗破裂 、 剥落及层裂能力 , 它与
国 内对 于功 能梯 度 材料 的研 制 也 有很 多成 果 ,
特别 是 在制 作工 艺 方 面 , 得 了很 大进 展 。功 能梯 取 度材 料 是一 种很 新 的材料 , 然在 我 国不 少单 位 都 虽
开展 了这方 面 的工 作 , 与 国际先 进水 平 相 比 尚有 但 不 少差 距 , 且 , 而 以往 进 行 的 功 能梯 度 复合 材 料 的
度 和 耐 腐 蚀 、 高 温 的特 性 , 时 还 具 有 金 属 的 强 耐 同
随着 反装 甲武器技术的高速发展 , 武器装 备的 战 场生存能 力对装 甲防护材 料的性 能提 出了更高
的要求 , 从而促进 了装甲防护材料 的更大 发展 。装
甲防护 材料 正朝着强 韧化 、 轻量化 、 多功能化 和高

三元材料分类及应用

三元材料分类及应用

三元材料分类及应用三元材料是指由三种不同元素组成的复合材料。

它们通常由金属、陶瓷和高分子材料组成,具有多种优异的性能和应用潜力。

以下是三个主要的三元材料分类及其应用:1. 金属-陶瓷-高分子(MMC):金属-陶瓷-高分子复合材料结合了金属、陶瓷和高分子材料的优点,可以得到具有良好力学性能和耐腐蚀性能的复合材料。

这种材料常被应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

航空航天领域:由于金属的导电性和陶瓷的耐高温性能,金属-陶瓷-高分子复合材料在航空航天领域被广泛应用。

例如,飞机引擎部件、导弹外壳等都可以采用这种复合材料制造,以提高其耐磨性和耐高温性。

汽车制造领域:金属-陶瓷-高分子复合材料在汽车制造领域也有广泛的应用。

例如,车辆制动系统中的制动盘常采用金属-陶瓷复合材料制造,以提高其耐磨性和散热性能。

另外,该复合材料也可以用于汽车发动机缸体和活塞等零部件,以改善其耐蚀性和耐热性。

电子设备领域:金属-陶瓷-高分子复合材料在电子设备领域有广泛应用。

例如,手机的外壳、导热模块等常由金属-陶瓷-高分子复合材料制造,以提高设备的强度和散热性能。

2. 金属-陶瓷-高分子(CNC):金属-陶瓷-高分子复合材料是一种新型的复合材料,它由金属、陶瓷和高分子材料的纳米颗粒组成。

这种复合材料具有优异的力学性能、导热性能和抗腐蚀性能,被广泛应用于电子设备、汽车制造和能源等领域。

电子设备领域:由于金属-陶瓷-高分子复合材料的导热性能和抗腐蚀性能,它被广泛应用于电子设备领域。

例如,高性能芯片的散热模块常采用这种复合材料制造,以提高散热效果和延长芯片寿命。

汽车制造领域:金属-陶瓷-高分子复合材料在汽车制造领域也有广泛的应用。

例如,汽车发动机缸体、涡轮增压器等零部件常采用金属-陶瓷-高分子复合材料制造,以提高其强度和耐腐蚀性能。

能源领域:金属-陶瓷-高分子复合材料在能源领域也有重要的应用。

例如,太阳能电池板和燃料电池的电解质膜常采用金属-陶瓷-高分子复合材料制造,以提高其导电性和耐腐蚀性能。

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金属陶瓷复合材料的应用我公司提供以下热喷涂技术服务:修复各类设备主轴、曲轴以及所有轴的轴颈、轴承档、油封档、键槽的磨损、拉伤等缺陷。

“锅炉四管”(水冷壁管、过热器管、预热器管和省煤器管)喷涂防护、循环硫化床锅炉、膜式壁热喷涂防护、风机叶片、拉丝塔轮、拨丝缸、水轮机的导风叶、水轮机叶片的迷宫环等部件的防汽蚀、防磨处理。

大型液压油缸的陶瓷涂覆活塞杆和液压缸以及位置测量成套系统、化工泵中往复泵柱塞陶瓷涂层、机械密封环和轴套表面喷涂、陶瓷蝶阀密封面喷涂代替镶圈结构、高参数球阀喷涂陶瓷、在石油、天然气勘测和钻采过程中所用设备的关键部件如钻头、轴、轴套、灌浆泵等表面热喷涂防护。

在塑料工业设备中,塑料挤出机螺杆、塑料切碎机喷嘴、塑料薄膜生产辊。

冶金工业中,连续退火炉辊、张紧辊和偏转器辊自清理炉辊、热浸镀锌用沉没辊、稳定辊等先进涂层。

热轧无缝管顶头的表面强化涂层、铜合金热挤压模具强化涂层。

在化纤工业中,各种槽辊、锭杯、牵伸辊、导丝辊、表面陶瓷涂层、造纸烘缸表面防腐防磨防护、上光砑光棍、纸浆真空吸水箱板、印刷工业中铸铁印刷滚表面喷涂防护、陶瓷网纹辊、电晕辊。

在玻璃工业中,铜电板的抗高温氧化保护涂层、喂料柱塞和喂料管、内燃机燃烧室的热障陶瓷涂层(汽缸盖底面、活塞底面、活塞顶面、汽门全部底面缸套、活塞环、水泵动密封环、气门顶杆、增压器涡轮)热喷涂涂层工业应用介绍随着涂层新材料和新工艺的不断涌现,热喷涂涂层已在国民经济各个工业部门广泛地应用。

加之现代计算机技术、传感测试技术、自动化及机器人技术、真空技术与热喷泉涂技术的结合和渗透,使得热喷涂技术的深入发展和工业规模化生产均有大幅度的进步和提高。

对未来热喷涂发展的方向以及市场与工业规模的预测为:技术附加值高、效益好的如生物工程,航空航天,工、模具,电子工业等,但规模相对较小;要求成本低的大规模产业如汽车工业和钢结构,但技术附加值低;应用面最广的仍是机械工业,包括石油化工、轻纺、能源、冶金、航空、汽车等也均属此范畴。

热喷涂技术能赋予各类机械产品,特别是关键零部件许多特种功能涂层,形成复合材料结构具有的综合作用,真正做到了“ 好钢用在刀刃上” ,是材料科学表面技术发展的一个方向。

但热喷涂技术仅通过涂层在机械产品基体表面获得一定的特殊功能,而不能代替基材或提高产品的结构性能。

钢铁长效防腐蚀涂层由于锌、铝、锌铝、铝镁涂层的电极电位均负于钢铁,故对钢铁结构能起到阴极保护作用。

从20世纪40年代起,国外已将它们喷涂于钢铁构件上作为长效抗腐涂层。

国内自70年代起开始推广应用,迄今成功的实例不胜枚举。

目前大面积钢结构喷涂锌、铝涂层一般采用电弧喷涂工艺,局部辅助以氧乙炔火焰线材喷涂补遗。

现在国内每年采用热喷涂大面积施工工程均在数百万平方米以上。

钢结构喷锌、铝长效防护涂层的应用锌、铝、锌铝、铝镁涂层用于长效防护虽然均能大幅度提高钢结构抗环境腐蚀能力,但根据涂层材料的性能以及所应用的环境对象也有所选择。

如锌在常温下电位负于钢铁、可作为牺牲阳极的阴极涂层保护钢铁。

但当环境温度高于60 ℃ 时,锌的电极电位发生了逆转,仅而比钢铁正,失去了阴极保护作用。

其次,仅用喷涂层保护钢铁是不够的,由于喷涂层存在孔隙,腐蚀介质的侵蚀,缩短了涂层应有的防护寿命。

在喷涂层表面施加与其性能匹配又能适应环境的有机涂层进行封孔和复合保护,使金属基体完全与环境腐蚀介质隔离,能成倍地延长钢结构的使用寿命。

典型应用事例如下。

(1)大型水工钢结构闸门水工闸门及其钢结构辅助设施是热喷涂大面积防护应用最广的对象。

基于美国焊接学会19年的环境腐蚀试验和我国正在进行尚未完成的30年大气腐蚀试验已表明;热喷涂锌、铝及其合金涂层是迄今对钢铁抗蚀防护寿命最长的工艺技术。

法国塞纳河上的拦水坝钢结构自1930年喷锌防护至今已历经大半个世纪,效果十分明显。

我国江苏三河闸钢结构闸门自1950年采用喷锌防护,至今完好无损。

大型水利枢纽葛洲坝工程建设至1984年开始对其闸门钢结构及预埋件采用热喷涂技术防护。

例如大江冲砂弧形闸门以及船闸内浮桶滑道预埋件,喷涂面积达3000多平方米,涂层设为"喷涂锌、铝途层(120um)+WHD8401(90um),环氧改姓聚氨脂漆+环氧沥青涂料(90um),"至今历时17年之久,喷涂层依然完好无损。

举世瞩目的三峡工程达28万t,基本上采用电弧喷涂和高压无气喷涂保护,施工保护面积十分巨大,目前处于干湿交替环境的闸门已固定采用热喷涂技术防护。

(2)桥梁钢结构桥梁所处环境基本上属大气腐蚀环境,大部分桥梁钢结构在建设时期所有的部件均可在工厂内进行喷涂预保护,仅少量拼装部分在现场进行喷涂再保护。

大部分钢结构桥梁,尤其是公路桥梁维修周期长。

且现场维修难度大,故要求达到15-20年的一次防护寿命。

1993年经专家反复审查并通过验收的三峡对外交通专用公路钢管混凝土拱桥钢结构件长效防护复合涂层,一致认为:拱桥钢管采用喷涂铝涂层(约 12 0μm ) +WHD8406 环氧 * 性聚氨胺底漆(约 40 μm ) +WH8401 环氧 * 性聚氨脂面漆(约 60 μm )构成的长效防腐蚀复合涂层经过拉压高变应力 6max/6min=50.4/-0.155.3mpa 条件下 100 万次疲劳实验后,其结合强度、耐腐蚀性能与指标仍然满足 GB/T9793-1997 标准的要求。

可预计该涂层系统有效使用年限可达20年以上,此复合涂层体系和电弧喷涂施工工艺可用于现场涂层施工。

目前国内许多钢结构公路桥的桁梁、钢厢梁及其他钢结构件采用了上述方案。

(3)海洋钢结构海洋环境是自然条件下金属腐蚀最严酷的环境之一。

在海洋大气中钢的平均腐蚀速率为0.13-0.23mm/a,在海水飞溅率为0.3-0.5mm/a.同一种钢在飞溅区与全浸区内的腐蚀速率相差10倍.舰船、海洋石油平台以及灯塔航标等就是在腐蚀速率最大的飞溅区与全浸区下服役、使用。

尤其是舰船防护更为复杂:①舰船具有能度,船体的杂散电流在海水介质的作用下,会形成对钢铁和导电涂层的电介腐蚀;②舰船的防污外涂层一般为含 Cu 及 CuO 涂料,涂层设计与匹配如果不当,会在每个层间形成加速腐蚀。

③作战舰船应考虑可能遇到袭击的情况,涂层的高阻燃、低毒性烟雾应是涂层选用的必要条件。

喷涂铝涂层是舰船防护可行方案,我国自1987年至今,采用喷涂长效防护涂层试验在数艘舰船上进行实用考核。

提出了喷涂铝涂层+WRL9028复合型封闭剂+高阻抗无机微片掺入的中间层和面层涂料+低电位或仿生涂料的防污面层。

不仅可增加涂层体系的电绝缘性,而且还可增强其抗海水渗透性、耐磨性和海水冲刷能力。

新近开发研制的电弧喷涂AL+10%(质量)AL2O3复合线材和芯材,用作舰船甲板和海洋石油平台的耐磨耐蚀防滑涂层,已在我国大型科学考察船“ 远望号” 上使用,效果良好,极具有推广价值。

(4)塑料热喷涂层氧乙炔火焰喷涂的塑料涂层在大型容器、塔罐内应用,弥补了其他工艺制备塑料涂层的不足。

塑料涂层化学稳定性好,涂层致密无孔,与绝大多数常温下的溶液不产生反应。

能有效地隔离金属罐体与溶液的接触,同时,塑料涂层绝缘性好,不会形成电化学腐蚀。

1991年,对北京葡萄酒厂多个储酒罐内壁进行喷塑防腐处理。

目的是解决不锈钢储罐中铬离子渗入高级葡萄酒内,造成变色降低酒类档次。

工艺采用氧乙炔火焰喷涂环氧树脂塑料涂层,并用高压火花检漏仪进行孔隙检查,施工面积达1000多平方米,至今使用完好。

汽车与造船工业中的应用为了提高汽车的性能,减少汽车的能耗和适应环保要求,热喷涂技术在汽车制造行业有了较大的发展.由于汽车工业属大工业化生产,一个成熟的工艺技术,往往形成的批量生产是很可观的.目前已形成批量产品的有同步环、活塞环,发动机的气门挺杆以及氧敏传感器探头等部件的热喷涂,其他许多部件仍在工业性试验中,或尚未形成批量生产,下表给出汽车工业零部件采用涂层材料和工艺。

表汽车零部件涂层工艺和材料从表中可见,为了减轻整车质量达到降低能耗,逐步采用铝合金取代传统金属材料,同时还要保持或提高原设计和选用材料的性能。

因此,在铝合金上制备不同涂层的热喷涂技术,目前正针对不同需求开展研究,其次,非传统的功能性涂层,如高隔热涂层、低噪声涂层、磁性传感功能涂层、高精度抗蚀涂层、代铬涂层均有较好的应用前景。

再者,等离子喷涂工艺在汽车制造工业中仍有强劲的生命力,且对其自动化、智能化、高精度、高效率要求越来越高,其原因是应适合汽车零部件生产大批量、低成本、高质量的要求。

造船工业的应用,除了船用动力系统的排气阀,活塞环、缸套等部件按类似汽车工业的要求进行热喷涂处理强化外,典型的应用是采用低压等离子喷涂镍钛合金制备螺旋桨抗空蚀涂层。

使用寿命比铝青铜提高了4倍,已在海军用小型船舶螺旋桨上获得应用。

船舶的维修和关键的尺寸修复,在工艺上是可行的,且附加值高,值得特别重视。

例如大型船舶的艉轴、轴承座,发电机、舵机、锚机等辅机轴,各种阀门密封面、泵轴套、柱塞、机械密封坏等运动部件。

往往由于关键部位磨损超差,不能使用,针对部件材质、磨损形式和使用条件,采取适当涂层进行修复,经济效益十分可观。

航道疏浚用的挖泥船,大量零部件如泥斗、耙头、铰刀、铲刀、铲齿、泥泵叶轮等被泥沙磨损需修复,较原部件提高寿命达数倍,效果十分明显。

航空、航天工业中的应用热喷涂技术在航空、航天工业中应用历史久,范围广,涂层品种多,而且技术含量高。

尽管航空、航天中飞机发动机、宇宙火箭等工作条件十分恶劣,对涂层可靠性要求非常苛刻,但当代航空发动机中一半以上的零件都有涂层,主要用耐磨、耐腐蚀、抗氧化、封严。

下表给出热喷涂技术在航空航天中的部分应用。

热喷涂在航空航天中的应用对于发动机的绝热涂层,过去一般采用稳定型的zro 2, 面层材料和CONICRALY高温粘结底层材料,通过等离子喷涂,制备两层或数层阶梯结构涂层。

自20世纪80年代末至90年代初,由于新的涂层技术---电子束物理气相沉积技术的开发成功,制备的热障涂层为柱状晶结构,与粘结底层结合牢固,涂层表面光洁,使用寿命高于等离子喷涂层一个数量级。

关于热障涂层的粘结底层加陶瓷涂层结构,我国目前主要采用二层涂层结构,并已应用在新型发动机燃烧室,加力燃烧室等热部件上。

目前对热障涂层的改进主要从多层或梯度功能涂层的设计,粘结底层的预氧化处理,热障陶瓷面层的渗铝处理,陶瓷面层激光改性处理等方面研究和发展。

发动机封严涂层随着热端高温气流温度的逐级提高,使用温度从300℃到1100℃,目前最高温度可达1350℃。

A1Si-聚苯酯,镍-石墨,镍-硅藻土等复合粉末涂层,已获得成功应用。

其中,尤以高温封严涂层制备和工作条件最困难。

要求其厚度达2-3mm,喷涂时必须严格控制涂层应力的产生。

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