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热喷涂材料发展趋势

更新时间  2018-09-14 10:35:21 阅读

从近几年所发表的技术文献,纵观热喷涂材料(Material)的发展趋势,大体可归结以下几点:

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1.耐高温的陶瓷材料受到注目
近年来,有不少文献报道了某些陶瓷和金属间化合物等高温(high temperature)材料。其中最受重视的应属MoSi2。这种材料有足够高的熔点(Tm2030℃)、适中的比重和极好的抗高温氧(Oxygen)化性,工作(job)温度可达1700℃,是优良的抗高温氧化涂层。同时又耐无机酸(Acerbity)和熔融金属的侵蚀,作为航空、燃气涡轮机的高温部件涂层材料,是最新的研究热点。
2.细微级粉进入市场
通常喷涂粉的粒度范围(fàn wéi)为-140~+325目,有些陶瓷粉可细到5微米左右。超音速喷涂化学性质:溶于热的碱金属溴酸盐溶液。不溶于水、醇、酸和碱。对光、大气、高温及二氧化硫和硫化氢等腐蚀性气体均极稳定。有很高的遮盖力。有毒。氧化铝喷涂工业氧化铝是由铝矾土(Al2O3·3H2O)和硬水铝石制备的,对于纯度要求高的Al2O3,一般用化学方法制备。Al2O3有许多同质异晶体,目前已知的有10多种,主要有3种晶型,即α-Al2O3、β-Al2O3、γ-Al2O3。其中结构不同性质也不同,在1300℃以上的高温时几乎完全转化为α-Al2O3。过细的粉末会产生烧损和飞扬等问题,送粉加大困难(difficult),沉积(sedimentation)效率也受影响。近些年,由于HVOF和高功率(指物体在单位时间内所做的功的多少)等离子(ion)喷涂(HPPS)的出现,使喷涂向细微级靠近。其原因是,HVOF和HPPS焰流和颗粒飞行速度极高,缩短了颗粒在焰流中的受热时间,使之在未熔化(定义:物质由固态变成液态的变化过程)之前就已达到基体表面,不能形成涂层。而粉末细级化,可改善这一状况。当前,有些公司已推出专门用于HVOF喷涂的系列粉,粒度范围常在-270~+500目之间。
3.涂层功能多元化
耐磨损、耐热、抗氧化和耐腐蚀等工程技术要求,是热喷涂涂层的主要功能。尤其是耐磨损涂层,是热喷涂技术的优势所在。近年来,热喷涂技术试图在生物(Organism)工程、超导和复合材料等高科技方面发挥特长,甚至崭露头角,进入实用阶段。
4.打底粉家族出现新成员
在航空和汽车(auto)工业中,用工程(Engineering)塑料(结构:合成树脂、增塑剂、稳定剂、色料)代替金属,因重量减轻而提高效率(efficiency),这是当今材料革命的新成果,在电子工业、机械工业和油汽制造(zhì zào)业也有类似要求。碳化钨喷涂碳化钨不溶于水、盐酸和硫酸,易溶于硝酸-氢氟酸的混合酸中。纯的碳化钨易碎,若掺入少量钛、钴等金属,就能减少脆性。用作钢材切割工具的碳化钨,常加入碳化钛、碳化钽或它们的混合物,以提高抗爆能力。碳化钨的化学性质稳定。碳化钨粉应用于硬质合金生产材料。利用热喷涂技术实现这些要求,确是一条捷径,但很多喷涂材料不能直接喷涂在塑料基体上。为此,SULZER METCO专门研究(research)了一种喷涂塑料基体表面的打底层粉,结合强度高、表面形态好、残余应力低,深受市场青睐。
5.复合(recombination)材料(Material)喷涂有增大的趋势
有人研究(research)出纤维(Fiber)强化的等离子喷涂涂层,即喷涂碳(C)化硅(silicon)晶须增强的铝(Al),抗张强度比纯铝高 90%,而用VPS喷MCrAlY—AlO:复合材料,其耐磨(nài mó)性显著提高;用激光一等离子喷涂工艺,在N2气氛中喷Ti,得到TiN涂层,类似方法(method)还制得氧化物、碳化物(carbide)、氮化物和硅化物等陶瓷涂层;也有人用碳黑包裹TiC,使TiC在喷涂中减少失C,以保留TiC的高熔点、低原子数、优良的抗热震性、抗化学(Chemistry)侵蚀等特点。  


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