Een korte bespreking van de prestaties van hoogwaardige keramische coatings
Hoogwaardige keramische coatings zijn een algemene term voor een klasse van niet-metalen anorganische coatings die ontstonden na organische harsen, metalen en legeringen. In de afgelopen halve eeuw, met de ontwikkeling van geavanceerde technologieën zoals in de lucht- en ruimtevaart en de elektronische militaire industrie, hebben ook hoogwaardige keramische coatings een aanhoudende en snelle groei doorgemaakt. De gecoate componenten die worden geproduceerd door dit nieuwe type hogetemperatuurmateriaal te combineren met een metaalmatrix, integreren niet alleen de eigenschappen van monolithische keramische materialen, met voordelen zoals hoge temperatuurbestendigheid en chemische corrosiebestendigheid, maar zorgen er ook voor dat de hoge taaiheid, hoge plasticiteit en hoge elektrische geleidbaarheid van de keramische coating en het basismetaal elkaar aanvullen, waardoor de structurele sterkte van het oorspronkelijke substraat behouden blijft.
Vormmethode
① Vaste-fase-afzettingsmethoden: zoals zelfvoortplantende hogetemperatuursynthese.
2. Gasfase-afzettingsmethoden: zoals fysische dampafzetting (PVD) en chemische dampafzetting (CVD).
③ Natte chemische methoden: zoals de sol-gelmethode, stroomloze plating en chemische composietplating.
4 Thermische spuitmethoden: zoals plasmaspuiten en vlamspuiten. Deze methode is goed voor meer dan 50% van het marktaandeel voor keramische coatings.
Voor- en nadelen
Voordeel:
① Het kan op flexibele wijze de hoge temperatuurbestendigheid, slijtvastheid, corrosiebestendigheid en andere eigenschappen van keramische materialen combineren met de hoge sterkte en taaiheid, verwerkbaarheid, elektrische en thermische geleidbaarheid van metalen materialen, waarbij elkaars voordelen worden aangevuld om de algehele voordelen te maximaliseren en te voldoen aan de behoeften van mechanische producten op het gebied van structurele en milieuprestaties.
2 Er is een breed scala aan materialen beschikbaar voor het vervaardigen van keramische coatings, en materialen zoals keramiek-keramiek, keramiek-metaal en keramiek-kunststof kunnen naar behoefte worden gecombineerd. Het is ook gemakkelijk te integreren met de oorspronkelijke metaalverwerkingsapparatuur en -omstandigheden om technologische transformatie van bedrijven te realiseren.
③ Keramische coatings zijn eenvoudig te vormen, met een snelle afzettingssnelheid en een regelbare laagdikte. Verschillende sinterprocessen kunnen worden gebruikt voor het spuiten op de oppervlakken van dunwandige onderdelen, holle onderdelen en onderdelen met speciale vormen, en ook lokale spuitversterking van producten kan worden gerealiseerd.
4 Keramische coatings kunnen op verschillende substraten worden aangebracht met goede verwerkingseigenschappen. Bijvoorbeeld diverse anorganische materialen zoals metalen, cement, vuurvaste materialen, steen, gips, kunststoffen en organische materialen, hout, karton, enz., waarvan de eigenschappen kunnen worden verbeterd door het spuiten van keramische coatings. Wanneer de keramische coating beschadigd is, kan het metalen substraat nog steeds worden hergebruikt en kunnen keramische coatings opnieuw worden gespoten (hetzelfde geldt voor andere substraten, mits er geen schade is die het secundaire gebruik beïnvloedt).
5 Het materiaalverbruik is laag. De dikte van keramische coatings ligt over het algemeen tussen enkele tientallen micrometers en enkele millimeters. Bovendien hebben keramische materialen een lage dichtheid, waardoor het materiaalverbruik laag is, maar de toegevoegde waarde hoog.
⑥ Er zijn geen beperkingen aan de grootte van werkstukken of bouwplaatsen. Gespoten producten kunnen groot of klein zijn en er zijn geen beperkingen aan de vorm; ze kunnen in een thermische spuitfabriek of op locatie worden vervaardigd.
Nadelen:
① Slechte plastische vervormingscapaciteit, gevoelig voor spanningsconcentratie en scheuren, en slechte thermische schok- en vermoeiingsweerstand.
2. Er is een aanzienlijk verschil in de uitzettingscoëfficiënt en thermische geleidbaarheid tussen keramische coatingmaterialen en metalen materialen. Bovendien hebben de verschillende spanningstoestanden die tijdens gebruik ontstaan, invloed op hun levensduur.
③ De coating en het substraat worden met elkaar verbonden door mechanische in elkaar grijpende of moleculaire krachten, en er is een probleem van verschillende bindingssterktes tussen de twee kanten.