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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从而避免塑料基体产生局部过热或焦化，对提高粘结底层与基体的结合强度有利。当基材为石墨基体时，为防止石墨和钨在高温下发生反应生成碳化钨，引起石墨脆化，可喷涂钽作为粘结底层。此外，钽涂层与钢基体之间也能形成自粘结结合。值得注意的是，在热喷涂技术中，钼（Mo）也被作为一种具有自粘结效应的粘结底层来***使用。这是因为Mo在400℃下，会迅速发生氧化，生成具有挥发性的MoO3，产生急剧升华，裸露出的钼的熔滴对大多数金属及其合金的干净平滑表面有极好的润湿铺展性能，从而形成自粘结效应。除金属外，它还能够粘结在陶瓷、玻璃等非金属表面，但在铜及铜合金、镀铬表面、氮化表面和硅铁表面等除外。此外，具有优异的抗高温氧化性能和耐蚀性能的确NiCr合金，虽然不具有自粘结效应，但也是***使用的一种粘结底层材料。(2）粘结底层与工况条件。作为整个涂层的一部分，粘结底层的选用也必须满足工况使用要求。由于应用涉及的工况环境很多，也很复杂，下面*从工作温度和腐蚀环境两个方面进行阐述。1)工作温度。每一种粘结底层材料都有其适宜的工作温度范围，热喷涂技术中常用粘结底层材料的特性及比较高使用温度如表所示。
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耐非饮用淡水的涂层 这种涂层耐非饮用淡水，水温不超过52℃，pH值为5～10。常喷涂Al、Zn涂层。常用于发电厂引入线、浸渍在淡水中的结构装置、航行在淡水中的船身等。 耐热淡水涂层 这种水系非饮用水，水温在52～204℃，pH值为5～10，可喷涂Al涂层，但要封孔。常用于交换器、热水贮藏容器、蒸汽净化设备、暴露于蒸汽的零件。 耐盐水涂层 这种涂层可以全部或部分浸在静止的或运动的食盐水或海水中。对静止状态的结构，海水浸没的范围应从泥线之下一直延伸到潮线之上0.914米的部位；高出这一范围，应作为“盐类大气”考虑。常喷涂Al涂层。常用于船用发动机的集油盘、钢体河桩和桥墩、船体、鱼舵和鱼箱、在船体水线之下存有污垢问题的部位等。
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。
该效应十分有利于变形粒子与基体表面形成微区冶金结合，从而提高粘结合底层与基体之间的结合强度。(2）具有抗氧化耐腐蚀能力。特别是作为陶瓷涂层的粘结底层，当在高温下工作时，环境中的氧气和腐蚀介质能够通过陶瓷涂层的孔隙侵入到粘结底层，这就要求粘结底层在高温下能形成致密的氧化物保护膜，以保护基体金属不被氧化和环境介质的腐蚀。(3）涂层表面具有合适的粗糙度，它不仅能为喷涂工作层提供良好的粗化表面，有利于提高工作层与粘结底层之间的结合强度，而且对工作层表面的粗糙度也有直接影响。(4）具有合适的热物理性能，特别是热膨胀系数、热导率等，比较好介于基体材料和工作层之间，以减小两者之间的热膨胀不匹配性，降低涂层内的热应力和体积应力，有利于提高涂层的使用寿命。鉴于粘结底层的重要性，在进行涂层设计时，应综合考虑基材热物理特性和具体工况条件谨慎选择。2.粘结底层材料选择方法在进行涂层设计时，针对粘结底层的选择，主要考虑以下两方面因素的影响。(1）粘结底层与基体材料的相容性。当基材为普通碳钢、合金钢、不锈钢、镍铬合金、铝、镁、钛、铌等材料时，可选用具有“自粘结”效应的喷涂粉末作为粘结底层材料，涂层十分致密，孔隙率低。
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当金属表面氧气浓度超过一定量时,可将金属表面发生氧化反应所生成的Fe2+氧化成Fe3+,Fe3+`再同金属表面发生还原反应所得到的OH-反应,形成Fe(OH)3沉淀而沉积在金属表面形成致密层,阻止了进一步腐蚀,这叫做钝化。03牺牲阳极保护作用考虑到电化学腐蚀因素,在涂料中加人一些比被保护基体更活泼的金属粉(电极电位比被保护介质高),如锌粉作填料,当电解质渗入到被防护金属表面发生电化学腐蚀时,涂料中的金属就作为牺牲阳极而被溶解,使得基体金属免遭腐蚀。三评定有机涂层防腐性能的方法目前除***采用的常规测试方法,如盐雾试验、湿热试验、浸渍试验和耐侯试验外,还采用直流电化学测试、交流阻抗谱法、电化学噪声法、氢渗透电流法等。下面分别介绍。01直流电化学法涂层钢板防腐蚀性的直流电化学法测试法分为电位/时间法、直流电阻法、极化曲线法和极化电阻法等。这些方法主要用在实验室研究中,并不适宜用来评定涂层钢板的耐蚀等级。02交流阻抗谱法(EIS)上述直流电化学法测试法是迫使离子以一种方向透过漆膜,这样会引起涂层钢板腐蚀加速或减速,而交流阻抗谱法避免了此缺点,使用交流阻抗谱法可以得到涂层在不同交流频率下的阻抗和电容值,以及涂层下金属界面的信息。03电化学噪声法。
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