金属陶瓷复合材料的应用
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
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
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。
金属陶瓷复合材料的热导率与断裂韧性
金属陶瓷复合材料的热导率与断裂韧性金属陶瓷复合材料因其优异的性能在工业领域得到广泛应用。
其中,热导率和断裂韧性是金属陶瓷复合材料两个重要的性能指标。
本文将重点讨论金属陶瓷复合材料的热导率和断裂韧性,并探讨它们之间的关系。
一、金属陶瓷复合材料的热导率热导率是一个物质传递热量的能力指标,对于金属陶瓷复合材料来说,其热导率主要受到金属和陶瓷两种材料的热导率以及界面热阻的影响。
金属通常具有较高的热导率,能够迅速传递热量。
陶瓷虽然导热性较差,但其具有良好的抗热震性和耐磨性。
因此,通过将金属和陶瓷复合制备,可以实现对热导率的调控。
一种常见的方法是增加金属与陶瓷的相互接触面积,提高复合材料的热导率。
此外,还可以通过选用导热性能相近的金属和陶瓷材料来提高热导率。
然而,由于金属和陶瓷材料的界面存在热阻,会导致整体热导率的降低。
因此,在设计金属陶瓷复合材料时,需要考虑界面的优化,减小热阻的影响,以提高其热导率。
二、金属陶瓷复合材料的断裂韧性断裂韧性是一个材料抵抗断裂的能力指标,对工程材料来说尤为重要。
金属陶瓷复合材料由于其具备金属的韧性和陶瓷的硬度,因而在抵抗断裂方面表现出优越的性能。
金属的高韧性使得金属陶瓷复合材料具有较好的韧性,能够耐受较大的载荷。
而陶瓷的硬度提高了复合材料的抗划伤和抗磨损性能,使其不易破碎。
因此,金属陶瓷复合材料的断裂韧性通常比单一材料提高。
另外,金属陶瓷复合材料中的金属和陶瓷颗粒之间存在强烈的相互作用,使其具有较强的界面结合能力。
这种界面结合能力能够有效阻止裂纹的扩展,进一步提高复合材料的断裂韧性。
三、热导率与断裂韧性的关系热导率和断裂韧性在金属陶瓷复合材料中存在一定的关联性。
首先,较高的热导率有助于均匀分布热量,减小热应力的集中,从而降低复合材料的断裂概率。
其次,良好的断裂韧性能够增加金属陶瓷复合材料的抗热震性和耐磨性,进而提高其热导率。
在设计金属陶瓷复合材料时,需要在热导率与断裂韧性之间进行权衡取舍,以满足具体应用的要求。
常用刀具材料有哪些
常用刀具材料有哪些刀具材料是指用于制造刀具的各种金属材料,不同的材料具有不同的特性和适用范围。
在选择刀具材料时,需要根据具体的使用需求和工作环境来进行合理的选择。
下面将介绍一些常用的刀具材料及其特点。
1. 钢。
钢是制造刀具最常用的材料之一,其主要成分是铁和碳,同时还含有少量的其他元素。
钢具有优良的切削性能、硬度和耐磨性,广泛应用于各种类型的刀具制造中。
根据其成分和性能的不同,钢可以分为碳钢、合金钢、不锈钢等多种类型。
2. 铸铁。
铸铁是一种含有大量碳和硅的铁合金材料,具有较高的硬度和耐磨性。
铸铁刀具适用于对硬度要求不高的切削加工,如打磨、修整等工艺。
3. 钨钢。
钨钢是一种含有钨元素的高速切削钢,具有极高的硬度和耐磨性,适用于高速切削和重载切削的工艺,如车削、铣削等。
4. 陶瓷。
陶瓷刀具是近年来发展起来的新型刀具材料,具有优异的耐磨性、耐高温性和化学稳定性。
陶瓷刀具适用于对切削精度和表面光洁度要求较高的加工工艺,如精密加工、玻璃加工等。
5. 金属陶瓷复合材料。
金属陶瓷复合材料是将金属和陶瓷两种材料复合而成的刀具材料,具有金属的韧性和陶瓷的硬度,兼具两者的优点。
金属陶瓷复合材料刀具适用于对切削精度和耐磨性要求较高的加工工艺。
6. 超硬合金。
超硬合金是一种由钨、钴等金属粉末与碳化物粉末经过高温烧结而成的刀具材料,具有极高的硬度和耐磨性,适用于对切削精度和耐磨性要求极高的加工工艺,如精密车削、精密铣削等。
总结。
以上是一些常用的刀具材料及其特点,不同的材料适用于不同的加工工艺和工作环境。
在选择刀具材料时,需要充分考虑加工材料的性质、加工工艺的要求以及刀具的使用环境,合理选择刀具材料才能发挥刀具的最佳性能,提高加工效率和产品质量。
希望以上内容能够对您有所帮助。
金属陶瓷复合材料的研究进展
金属陶瓷复合材料的研究进展金属陶瓷复合材料是指以金属为基体,通过添加陶瓷颗粒或纤维等增强相,形成的具有金属和陶瓷两种性质的复合材料。
这种复合材料具有很高的综合性能,广泛应用于航空航天、汽车工业、电子工业等领域。
本文将对金属陶瓷复合材料的研究进展进行探讨。
一、金属陶瓷复合材料的分类金属陶瓷复合材料可以根据金属基体和陶瓷增强相的性质以及相互间的化学反应进行分类。
根据金属基体的性质,复合材料可以分为铝基复合材料、镁基复合材料、钛基复合材料等。
根据陶瓷增强相的性质,复合材料可以分为氧化物基、非氧化物基等。
根据金属和陶瓷之间的化学反应,复合材料可以分为无反应型、反应型等。
二、金属陶瓷复合材料的制备方法制备金属陶瓷复合材料的方法主要包括粉末冶金法、熔融渗透法、化学气相沉积法等。
粉末冶金法是最常用的制备方法之一,其过程包括原料粉末的混合、压制成型、烧结等步骤。
熔融渗透法则是将陶瓷颗粒放置在金属基体上,通过熔融金属的渗透作用,使陶瓷颗粒与金属基体结合。
化学气相沉积法是利用气相反应生成陶瓷薄膜,然后将金属基体浸入薄膜中形成复合材料。
三、金属陶瓷复合材料的性能与应用金属陶瓷复合材料具有独特的性能,包括高温抗氧化性能、耐磨性、耐腐蚀性、高强度和低密度等。
这些性能使得金属陶瓷复合材料在航空航天领域得到广泛应用,例如用于制造航空发动机叶片、导向叶片等。
在汽车工业中,金属陶瓷复合材料可以用于制造汽车引擎部件和刹车系统等。
此外,在电子工业中,金属陶瓷复合材料也可用于制造电子元件的封装材料。
四、金属陶瓷复合材料的挑战与展望尽管金属陶瓷复合材料在各个领域中已经取得了巨大的成功,但仍然面临一些挑战。
首先,制备过程中存在的难度和复杂性需要进一步解决。
其次,复合材料的性能一直在不断提高,但仍需要进行更深入的研究和改进。
最后,金属陶瓷复合材料的成本仍然较高,需要寻找更加经济有效的制备方法。
展望未来,金属陶瓷复合材料将继续发展,并在更多的领域中得到应用。
陶瓷基复合材料在航空制动系统中的应用研究
陶瓷基复合材料在航空制动系统中的应用研究近年来,随着航空业的快速发展,对航空器的性能和安全性要求也愈发提高。
航空制动系统作为航空器起飞和降落过程中关键的系统之一,其性能表现直接影响到飞机的制动效果和安全性。
在不断追求轻量化、高温稳定性和耐磨性的同时,航空制动系统材料也需要具备出色的抗氧化性能和热导率,以满足复杂的工作环境要求。
因此,陶瓷基复合材料作为一种优异性能的新型材料,正逐渐成为航空制动系统的理想选择。
陶瓷基复合材料以其独特的陶瓷基矩阵和加强材料的协同作用,具备了传统金属材料所无法比拟的优异性能。
在航空制动系统中,陶瓷基复合材料主要应用于制动盘和制动瓦等重要部件上。
首先,陶瓷基复合材料的低密度特点使得制动盘的重量大大减轻,有利于提高飞机的起飞和降落性能。
其次,陶瓷基复合材料具有出色的高温稳定性,能够在高温环境下保持稳定的力学性能和摩擦性能,有效提升制动系统的耐磨性和制动效果。
航空制动系统的制动盘是其核心部件之一,其性能直接决定了飞机的制动效果和安全性。
在传统金属制动盘的基础上,陶瓷基复合材料制动盘具有更好的抗温性能和耐磨性。
由于陶瓷基复合材料具有较低的热膨胀系数,可以耐受高温条件下的热膨胀效应,从而提高制动盘的耐热性能。
此外,陶瓷基复合材料具有较高的硬度和耐磨性,能够有效减少制动盘在高频制动过程中的磨损,并且具有较低的制动噪音和振动水平,提高乘客的舒适性。
除了制动盘,陶瓷基复合材料在航空制动系统中的制动瓦等摩擦副材料上也有广泛的应用。
陶瓷基复合材料的优异摩擦性能,使其成为传统金属制动瓦的重要替代品。
陶瓷基复合材料的高硬度和高热导率,使其能够在高温摩擦条件下保持稳定的摩擦系数,并且具有较低的磨损率和热衰减性能,从而有效提高航空制动系统的制动效果和安全性。
此外,陶瓷基复合材料还具有良好的抗氧化性能,能够在高温环境下避免因氧化而引起的性能下降,提高制动瓦的使用寿命。
然而,尽管陶瓷基复合材料在航空制动系统中具备许多优点,但其还存在一些挑战和限制。
金属陶瓷复合材料
金属陶瓷复合材料金属陶瓷复合材料是一种由金属基体和陶瓷增强相组成的复合材料,具有金属的韧性和陶瓷的硬度,是一种性能优异的材料。
金属陶瓷复合材料在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域有着广泛的应用,其独特的性能使其成为工程领域中备受关注的材料。
本文将从材料特性、制备工艺、应用领域等方面对金属陶瓷复合材料进行介绍。
首先,金属陶瓷复合材料具有优异的性能。
金属基体具有良好的韧性和延展性,而陶瓷增强相则具有高硬度和耐磨性。
将二者复合后,可以充分发挥各自的优点,使得复合材料具有较高的强度和硬度,同时也具备一定的韧性和耐磨性。
这种优异的性能使得金属陶瓷复合材料在高温、高压、强腐蚀等恶劣环境下能够表现出色,因此在航空航天领域得到了广泛的应用。
其次,金属陶瓷复合材料的制备工艺多样。
常见的制备工艺包括粉末冶金、热等静压、热等静压烧结、溶液浸渍等方法。
粉末冶金是将金属粉末与陶瓷粉末混合后通过压制和烧结制备而成,工艺简单,适用于大批量生产。
热等静压是将金属粉末与陶瓷粉末混合后在高温高压条件下制备而成,可以得到致密的复合材料。
溶液浸渍是将金属基体浸入陶瓷溶液中,再经过热处理形成复合材料,适用于制备复杂形状的零件。
不同的制备工艺可以得到具有不同性能的金属陶瓷复合材料,满足不同领域的需求。
最后,金属陶瓷复合材料在航空航天、汽车制造、电子通讯等领域有着广泛的应用。
在航空航天领域,金属陶瓷复合材料可以用于制造发动机叶片、导向器等零部件,提高零部件的耐磨性和耐高温性能;在汽车制造领域,金属陶瓷复合材料可以用于制造刹车盘、离合器片等零部件,提高零部件的耐磨性和使用寿命;在电子通讯领域,金属陶瓷复合材料可以用于制造天线、射频模块等零部件,提高零部件的耐腐蚀性和信号传输性能。
因此,金属陶瓷复合材料在工程领域中有着广阔的应用前景。
综上所述,金属陶瓷复合材料具有优异的性能,多样的制备工艺和广泛的应用领域,是一种备受关注的工程材料。
随着科学技术的不断进步,相信金属陶瓷复合材料在未来会有更广泛的应用和发展。
简述金瓷结合的机制
简述金瓷结合的机制金瓷结合是一种焊接工艺,它是通过在金属表面涂上一层金属陶瓷复合材料,然后在高温下烧结,将陶瓷与金属紧密结合在一起。
金瓷结合技术主要用于各种金属材料与陶瓷材料的连接,广泛应用于工程结构、航空航天、汽车制造、医疗设备等领域。
金瓷结合是一种可靠的连接技术,它具有以下优点:1.结合强度高:金瓷结合具有很高的结合强度,因为在烧结过程中,金属和陶瓷可以互相渗透形成金属陶瓷结合层,从而提高了结合的强度和可靠性。
2.耐高温性好:金瓷结合材料可以在高温环境下使用,具有良好的耐热性和抗热震性能,不易破裂或脱落。
3.耐腐蚀性好:金瓷结合材料具有很好的耐腐蚀性,能够抵御许多酸性和碱性介质的侵蚀。
4.结构简单:金瓷结合工艺简单,加工过程中无需额外操作,提高了生产效率和降低了成本。
5.可实现多种材料的连接:金瓷结合技术可以连接不同材料的金属和陶瓷,使得材料的选择更加灵活多样。
金瓷结合的机制如下:1.表面处理:首先,金属表面需要进行处理,以去除氧化膜和其他污染物,并增加表面粗糙度,以提高结合性能。
常用的表面处理方法包括研磨、抛光、酸洗等。
2.涂覆金属陶瓷复合材料:在金属表面上喷涂一层金属陶瓷复合材料,通常是采用喷涂、堆焊、热喷涂等方法将金属陶瓷粉末喷射到金属表面。
金属陶瓷复合材料一般由金属粉和陶瓷粉按一定比例混合制成,具有较高的烧结活性和机械性能。
3.烧结过程:将喷涂的金属陶瓷复合材料与金属基材一起在高温下进行烧结。
在高温下,金属粉和陶瓷粉之间会发生相互反应和扩散,形成金属陶瓷结合层。
烧结温度和时间一般根据金属和陶瓷的特性以及结合要求来确定。
4.冷却和加工:烧结完成后,陶瓷与金属紧密结合,形成金瓷薄层。
然后,冷却金瓷结合的物体,并根据需求进行后续加工和检测。
需要注意的是,金瓷结合的成功与否和结合剂的选择和质量有很大关系。
常用的金属陶瓷复合材料包括金属-氧化物复合材料、金属-碳化物复合材料、金属-硼化物复合材料等。
陶瓷基复合材料在汽车制造中的应用
陶瓷基复合材料在汽车制造中的应用汽车制造行业一直致力于寻找更加轻便、坚固和高效的材料,以提高汽车的性能和安全性。
在这个领域中,陶瓷基复合材料正逐渐成为一种备受关注的材料,其在汽车制造中的应用正逐步扩大。
陶瓷基复合材料的定义是将陶瓷基材料与其他增强材料(如纤维、颗粒等)进行复合而成的材料。
它具有低密度、高强度、耐高温、耐腐蚀等一系列优点,使其成为汽车制造中的理想选择。
首先,陶瓷基复合材料在汽车制造中的最主要应用之一是制动系统。
汽车制动系统中使用的制动盘和制动片通常由金属材料制成,但由于金属材料在高温下容易产生褪色和磨损,陶瓷基复合材料的使用成为一种解决方案。
陶瓷基复合材料可以在高温下提供更好的制动效果,并且具有更长的使用寿命,大大提高了制动系统的性能和安全性。
其次,陶瓷基复合材料还可以用于汽车发动机部件的制造。
发动机部件需要具备高强度、耐磨耗和耐热能力,而陶瓷基复合材料可以满足这些要求。
例如,在汽车内燃机的活塞和缸套上使用陶瓷基复合材料,可以显著减少摩擦和磨损,并提高发动机的效率和寿命。
此外,陶瓷基复合材料还可以用于制造汽车的汽缸盖、气门和气门座等零部件,使其更加耐用且减少能源损失。
此外,陶瓷基复合材料还可以用于汽车车身和结构部件的制造。
传统的金属车身在保证刚度和安全性的同时也增加了车辆的重量,而陶瓷基复合材料可以实现车身重量的减轻,并提供与金属相媲美的刚度和安全性。
因此,汽车制造商可以利用陶瓷基复合材料制造更轻、更节能的车身,从而降低油耗和尾气排放。
陶瓷基复合材料还可用于其他汽车零部件的制造,例如悬挂系统、排气系统、底盘和转向系统等。
这些零部件需要在严苛的环境下工作,高温、高压和耐腐蚀的特性使陶瓷基复合材料成为理想的选项。
使用陶瓷基复合材料可以提高这些部件的性能和可靠性,同时减少维护和更换的频率,从而降低了汽车制造成本。
需要注意的是,尽管陶瓷基复合材料在汽车制造中有广泛的应用前景,但同时也存在一些挑战和限制。
陶瓷复合材料
陶瓷复合材料
陶瓷复合材料是一种由陶瓷基体和其他材料(如金属、聚合物等)组成的复合材料。
它具有轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能,因此在航空航天、汽车制造、电子设备等领域有着广泛的应用。
首先,陶瓷复合材料的轻质特性使其成为替代传统金属材料的理想选择。
相比于金属材料,陶瓷复合材料具有更高的比强度和比模量,能够在保证结构强度的前提下减轻结构重量,从而提高了整体性能和燃油效率。
其次,陶瓷复合材料的高强度和耐高温性能使其在航空航天领域得到了广泛应用。
在航空发动机、航天器结构等领域,陶瓷复合材料能够承受高温高压的环境,具有优异的抗疲劳和抗氧化性能,能够有效延长材料的使用寿命。
另外,陶瓷复合材料的耐腐蚀性能也使其在化工、医疗器械等领域具有重要应用价值。
由于其化学稳定性和抗腐蚀性能,陶瓷复合材料能够在恶劣的环境下长期稳定运行,为相关领域的发展提供了有力支持。
总的来说,陶瓷复合材料以其轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀等优良性能,成为了现代工程材料领域的热门选择。
随着科技的不断进步和创新,相信陶瓷复合材料将会在更多领域展现其巨大的应用潜力,为人类社会的发展和进步做出更大的贡献。
硅化物基金属陶瓷
硅化物基金属陶瓷硅化物基金属陶瓷是一种具有广泛应用前景的新型材料。
它的独特性能使其在许多领域得到应用,如电子、航空航天、能源等。
本文将从材料特性、制备方法、应用领域等方面介绍硅化物基金属陶瓷的相关知识。
硅化物基金属陶瓷是由金属和硅元素组成的复合材料。
它具有金属的导电性和硅化物的高熔点、高硬度、高抗腐蚀性等特点。
这使得硅化物基金属陶瓷在高温、低温、高压等极端环境下具有出色的性能表现,因此受到了广泛关注。
硅化物基金属陶瓷的制备方法主要有固相反应法、化学气相沉积法、热压烧结法等。
其中,固相反应法是目前应用最广泛的方法之一。
通过在高温下使金属与硅元素发生反应,形成硅化物基金属陶瓷。
这种方法制备出的材料结构致密,性能稳定,适用于大规模生产。
硅化物基金属陶瓷在电子领域有着广泛的应用。
由于其优异的导电性和导热性能,硅化物基金属陶瓷被广泛应用于集成电路、半导体器件等高端电子产品中。
它可以作为电子封装材料、散热材料等,有效提高电子设备的性能和稳定性。
在航空航天领域,硅化物基金属陶瓷的高温抗氧化性能使其成为理想的材料选择。
它可以用于制造航空发动机的叶片、燃烧室等部件,能够承受极端的高温和高速气流环境,具有良好的耐磨、耐腐蚀性能,从而提高了航空发动机的工作效率和寿命。
硅化物基金属陶瓷还在能源领域展现出巨大潜力。
它可以用于制造高温燃烧器、热电转换器等设备,提高能源利用效率。
同时,硅化物基金属陶瓷还可以作为催化剂载体,用于催化反应,加速化学反应速率,提高能源转化效率。
硅化物基金属陶瓷作为一种具有优异性能和广泛应用前景的新型材料,在电子、航空航天、能源等领域都有着重要作用。
随着材料科学的不断发展和创新,相信硅化物基金属陶瓷在未来会有更广阔的应用空间。
陶瓷金属复合材料
陶瓷金属复合材料陶瓷金属复合材料是一种由陶瓷和金属两种材料组成的复合材料。
它具备了陶瓷和金属两种材料的优点,广泛应用于航空航天、汽车、电子、石油化工等领域。
下面将介绍一些关于陶瓷金属复合材料的基本概念、制备方法和应用。
首先,陶瓷金属复合材料的基本类型有两种:陶瓷基复合材料和金属基复合材料。
陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体,金属为增强相的复合材料;金属基复合材料是以金属为基体,陶瓷为增强相的复合材料。
陶瓷基复合材料的优点是具有较高的硬度、耐磨性和耐高温性能;金属基复合材料的优点是具有良好的导热性、导电性和韧性。
制备陶瓷金属复合材料的方法有多种。
常见的方法有热压烧结法、粉末冶金法和复合轧制法等。
热压烧结法是将金属和陶瓷的粉末混合均匀后,在高温高压下进行烧结,形成复合材料。
粉末冶金法是先制备金属和陶瓷的粉末,再将两种粉末混合均匀后,在高温下烧结,形成复合材料。
复合轧制法是将金属和陶瓷的板材通过轧制的方式进行压合,形成复合材料。
陶瓷金属复合材料具有广泛的应用领域。
在航空航天领域,陶瓷金属复合材料被用于制造发动机零部件、航空器外壳等部件,能够提高材料的耐高温性和抗氧化性能,增加航空器的安全性和性能。
在汽车领域,陶瓷金属复合材料被用于制造刹车盘、发动机缸套等部件,能够提高材料的耐磨性和耐高温性能,增加汽车的抗磨损能力和使用寿命。
在电子领域,陶瓷金属复合材料被用于制造电路板、散热器等部件,能够提高材料的导热性和导电性能,增加电子设备的工作效率和稳定性。
在石油化工领域,陶瓷金属复合材料被用于制造管道、阀门等部件,能够提高材料的耐腐蚀性和抗氧化性能,延长设备的使用寿命。
综上所述,陶瓷金属复合材料是一种具有很高应用价值的复合材料,它集合了陶瓷和金属两种材料的优点,具备了较高的耐磨性、耐高温性、导热性和导电性,广泛应用于航空航天、汽车、电子、石油化工等领域。
陶瓷金属复合材料
陶瓷金属复合材料
陶瓷金属复合材料是一种由陶瓷和金属两种不同材料复合而成的新型材料。
它
综合了陶瓷的高硬度、高抗磨损性和金属的高韧性、高强度等优点,具有很高的应用价值。
陶瓷金属复合材料在航空航天、汽车制造、机械制造、军工等领域有着广泛的应用。
首先,陶瓷金属复合材料的制备方法有多种,常见的包括热压法、热等静压法、爆炸复合法等。
热压法是将陶瓷和金属粉末混合后在高温高压下进行压制,热等静压法是在高温下将陶瓷和金属粉末分层堆积,然后在高温下进行压制。
爆炸复合法则是利用爆炸冲击波将陶瓷和金属粉末复合。
这些方法各有特点,可以根据具体应用需求选择合适的制备方法。
其次,陶瓷金属复合材料具有优异的性能。
陶瓷的高硬度和金属的高韧性相结合,使得复合材料既具有陶瓷的硬度和抗磨损性,又具有金属的韧性和强度。
这种优异的性能使得陶瓷金属复合材料在航空航天领域得到广泛应用,如制造发动机零部件、导弹外壳等。
另外,陶瓷金属复合材料还具有良好的耐腐蚀性和耐高温性能。
由于陶瓷的化
学稳定性和金属的导热性,复合材料不易受到化学腐蚀,同时在高温下仍能保持较好的性能。
因此,陶瓷金属复合材料在汽车制造、机械制造等领域也有着广泛的应用前景。
总的来说,陶瓷金属复合材料是一种具有广阔应用前景的新型材料,它综合了
陶瓷和金属两种材料的优点,具有优异的性能,适用于多个领域。
随着科技的不断进步和应用需求的不断增加,相信陶瓷金属复合材料将会得到更广泛的应用和发展。
复合陶瓷和贴衬合金
复合陶瓷和贴衬合金
复合陶瓷和贴衬合金是两种常见的材料,它们在工业生产中有着广泛的应用。
下面将分别介绍这两种材料的特点和应用。
复合陶瓷是由两种或两种以上的材料组成的复合材料,其中一种材料是陶瓷,另一种材料可以是金属、聚合物等。
复合陶瓷具有高强度、高硬度、高耐磨性、耐高温、耐腐蚀等优良性能,因此被广泛应用于航空航天、汽车、电子、医疗等领域。
例如,复合陶瓷可以用于制造高速列车的轮轴、飞机发动机的叶片、医疗器械的刀片等。
贴衬合金是一种将高硬度合金贴在低碳钢或低合金钢表面的材料。
贴衬合金具有高硬度、高耐磨性、耐腐蚀等性能,可以提高钢材的耐磨性和耐腐蚀性,延长使用寿命。
贴衬合金广泛应用于矿山、水泥、电力等行业的磨损部件,例如磨煤机的磨盘、水泥厂的磨辊等。
总的来说,复合陶瓷和贴衬合金都是高性能材料,具有广泛的应用前景。
在未来的发展中,随着科技的不断进步,这两种材料的性能和应用领域还将不断扩展和完善。
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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。