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涂层材料氮化铬(CrN)氮化钛(TiN)碳氮化钛(TiCN)氮化铝钛+碳化钨碳膜硬度HV03000摩擦系数内应力处理温度(℃)50耐氧化温度(℃)0镀膜厚度(微米)1~6+1~41~4镀膜颜色银白色金黄色灰色灰黑色镀膜结构单层膜单层膜层膜层膜特点附着性、耐氧化、耐腐蚀应用范围***高硬度、耐磨耗、韧性良综合TiAlNWC/C两种特性确保加工品质应用范围适于切削铜类金属、型、膜具及零件较传统镀铬耐磨并防止塑料射、压铸粉末烧结等黏着沾粘现象产品特色高硬度(extremehardness):3000~5000kg/mm耐腐蚀性佳(chemicalinertness)表面平滑(smoothsurface):Ra<摩擦系数小(lowfrictioncoefficient):~电绝缘性佳(highelectricalresistivity)低表面能(lowsurfaceenergy)膜致密度高(highdensity)热传导性佳(highthermalconductivity)生物相容性佳(biocompatibility)可透IR及可见光(transparentinIRandvisiblerange)能在低温下成长(lowtemperaturedeposition):<100℃使用温度可达400℃在要求较低的摩擦系数而又不需佷高的硬度的场合,如冲压模具,由其是冲压有色金属的模具,如铜,铝等,酷R氮化铬(CrN)涂层是一种较为理想的选择。酷R涂层在摩擦磨损场合,比其它涂层更加坚韧耐用。
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从电线的铝和铜到珠宝的金和银,银器和电子产品等,金属在我们的日常生活中被***使用。如今应用**广的金属之一是铁,或者更确切的说,是铁经过加工处理后所得的钢合金。钢铁已经成为**通用的产品之一,它被应用于家用电器,汽车仪表板,标志,建筑和桥梁。然而,钢铁和其他金属一样也容易受到腐蚀。[彩虹分割线]了解金属的腐蚀过程为了了解金属涂层是如何保护金属的,首先我们需要知道腐蚀是什么以及它是如何造成的。腐蚀是一种自然的电化学反应,这种反应将一种精炼的金属转换成更加稳定的化学状态。腐蚀的发生,必须有三个部件:◆1.正极(这种情况下,钢铁中的铁)◆2.负极(氧气)◆3.电解质溶液(比如空气中的水分)在腐蚀过程中,钢中的铁由于氧的存在而发生氧化反应,形成水合氧化铁(III),通常称为铁锈。和铝轻度腐蚀产生的致密防护膜不同,因为铁锈易碎,容易剥落,使得更多的金属暴露在大气中,导致进一步的腐蚀和降解。这种持续的腐蚀**终会导致材料厚度的损失,材料强度的降低,穿孔和使用寿命的缩短。两种常见的金属涂层类型金属涂层为钢材提供保护,这样就能够保证钢材在各种挑战性环境中的使用。
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太阳紫外线被认为是导致降解的**重要因素。通常认为金属涂层的光降解机理是自由基反应机理。自由基-产物自由基浓度通常是非常低的稳态值,因此基于分子遇到的机会,自由基和自由基更容易被遇到,因此上述反应不断进行。在金属涂层老化性能检测中,我们发现一些小分子,如酮,醇,酸等,这些小分子很容易被水冲走。由于组合物的不断损失,涂层收缩并且厚度减小,这容易导致涂层脆化和开裂。如果涂料含有颜料,涂料聚合物的损失将有效地增加涂料表面上颜料的体积浓度。结果,表面层相对脆,内层更有弹性,这使得涂层的表面层粉化并深裂。虽然光致自由基降解可以被认为是解释一些小分子量氧化物源,但是不可能分辨出分子中的哪种特定反应,导致产生的小分子量氧化物,例如过氧化物,乙醛和酮。二、金属涂层检测失效原因-水降解老化问题由于涂层在室外大气环境中受到阳光中紫外线的作用而降解,因此它也会受到来自不同通道的水的水降解反应。如果涂层中存在一组酯,醚,醇,胺等,则涂层更可能水解。拜恩工程师认为在树脂体系的固化位置容易发生水降解,导致涂层老化。对金属涂层检测后发现,使用三聚氰胺作为交联剂在老化过程中起着非常重要的作用。还发现在潮湿的环境中。
鳞片石墨可直接作为碳类导电填料亦可制成复合导电填料用于导电涂料。但由于石墨鳞片的添加量较大,会使涂料的性能变脆而使其应用受到一定限制。因此,采取措施进一步提高石墨的导电性,有效降低石墨鳞片的添加量。国内天华化工机械研究院开发了以高温耐腐蚀树脂为基料,以导静电能力较强的大片状实体石墨鳞片为主要骨料,以本体强度高耐磨性好。 抗形变开裂性好的短切纤维材料为功能性填料的无溶剂厚膜型导电涂料。该涂料具有抗腐蚀介质渗透、固化残余应力小、抗基体形变开裂性好、施工性能稳定、长效导静电的特点。可用于原油储罐内壁导静电涂装。据资料报道,采用化学镀技术对石墨粉体施镀金属,如铜、镍、银等制备复合导电填料,以30%的量用于导电涂料中,不仅其导电性很好,且防腐性进一步提高。
因此倍受世界各国材料界的重视。德国与美国继日本之后也开始大规模的研制,我国也将此研究列入了“863”计划,短短十几年中,迅速发展取得了令人瞩目的成就。航天、航空、飞机、卫星、运载火箭等需要耐超高温的热屏障材料,核反应堆、发动机用耐热材料、热遮蔽材料,使用FGM热障涂层后可大幅度提高热效率。国内已经对功能梯度热障涂层的抗热震性能进行了研究,王富耻等人对等离子喷涂方法制备的ZrO2-NiCrAl系梯度热障涂层在瞬态热负荷下的破坏机理进行了研究,指出:陶瓷面层除了冷却过程中的径向拉力超过陶瓷材料的强度导致涂层破坏的模式以外,在加热的过程中陶瓷层间界面出现大的轴向拉伸应力,**终可以导致涂层剥落。朱景川等人对ZrO2-Ni系梯度热障涂层的热冲击与热疲劳行为进行了研究,结果表明:ZrO2-Ni系梯度热障涂层的抗热冲击参数呈梯度分布,热冲击破坏符合热疲劳损伤机理,裂纹的准静态扩展为其控制因素;热疲劳裂纹在梯度层内以微孔聚集、连接方式萌生和扩展,而在梯度层间无横向贯穿裂纹,克服了传统涂层的热应力剥落问题。黄维刚对ZrO2-NiCoCrAlY系梯度热障涂层进行了研究,认为去应力退火可以进一步提高涂层的抗热冲击性能。
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而且能赋予普通材料特殊的功能,诸如高温超导涂层、生物涂层、金刚石涂层、固体氧燃料电池(SOFCs)电极催化涂层等,因此,热喷涂技术必然会愈来愈引起人们的重视,并在各个工业领域获得越来越***的应用。但是,实际零部件因其材质、形状、大小及其应用环境、服役条件等存在很大差别,要想成功采用热喷涂涂层来解决所面临的技术问题,必须遵循特定的过程,其中,**重要的有以下五个关键过程。1.准确分析问题所在,明确涂层性能要求;2.合理进行涂层设计,包括正确选择喷涂材料、设备、工艺及遵循严格的涂层质量性能评价体系等;3.优化涂层制备工艺;4.严格控制涂层质量;5.涂层技术的经济可行性分析。涂层设计起着承上启下的作用,是采用热喷涂技术成功解决实际问题的基础,是所有环节中**重要的环节之一,在进行涂层设计时要考虑涂层所涉及到的各个环节,具有明显的系统特性。因此,为了获得满足使用性能要求的涂层,在进行喷涂前,必须进行周密、合理的涂层设计。热喷涂涂层设计的主要内容包括:***,根据零部件表面所处的工况条件或对已经发生表面失效的零部件的分析结果,确定零件表面涂层或表面涂层体系的技术要求。
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