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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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   该团队使用这台拍摄速度每秒可到达3亿帧的相机观察类似于向材料表面喷镀金属涂层的喷漆工序。虽然类似的喷漆工序在不同行业中被***使用,但到目前为止,它们的特征、特性都是由实际操作经验而被总结得出的,Schuh教授道出了其中的原因,“因为喷涂工序的进行速度太快了,我们无法对其进行观测,因此也无从得知究竟发生了什么,没人能看到粒子撞击到材料表面并粘着的瞬间,这使得研究人员一直在争论当金属粒子撞击材料表面时,它们是否会熔化材料表面。而这项新技术意味着研究人员可以观察到粒子的撞击和粘附瞬间并对其进行研究。”利用高速照相机所拍摄的新图像表明,在某些情况下,被喷涂的金属粒子确实会熔化材料表面,同时阻碍粒子的粘附。研究人员还发现,这些金属粒子发生反弹离开材料表面的时间要比表面完成凝固的时间短,这表明当粒子离开时,被喷射表面仍处于熔化状态。(此处应有哥虽然已经退出江湖,但是江湖上还有哥的传说表情包.jpg)当工程师发现涂层材料粘合性能不佳时,他们可能会通过增加喷射速度或提高温度的方式以增加材料表面熔化的几率。但这项新研究结果表明使材料表面熔化并不能提升粘合性,同时会造成适得其反的效果。
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纳米材料涂层具有范围广变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光,用于多种光学应用需要,如传感器等器件。在各种标牌表面施以纳米材料涂层,成为发光、反光标牌;改变纳米涂层的组成和特性,得到光致变色,温致变色,电致变色等效应,产生特殊的防伪,识别手段。80nm的氧化钇可作为红外屏蔽涂层,反射热的效率很高。在诸如玻璃等产品表面上涂纳米材料涂层,可以达到减少光的透射和热传递效果,产生隔热作用;在涂料中加入纳米材料,能够起到阻燃,隔热,起到防火作用。

   冲刷腐蚀是由电化学腐蚀和机械冲刷过程所引起的材料加速破坏,由于腐蚀性物质存在时腐蚀和冲刷的联合作用所致。炼油厂、电厂、化工车间的一些阀、热交换器及各种旋转设备(叶轮、涡轮、泵等)极易发生冲蚀失效。图1为一个冲蚀失效的某核电站海水冷却泵叶轮(图中箭头所指为冲蚀较严重部位),叶轮材料为0Cr18Ni9(304不锈钢)。图1.发生冲刷腐蚀失效的海水冷却泵叶轮用于抗冲蚀的材料应该同时具有优异的耐蚀性和耐磨性。早期的选材多集中于一些耐蚀性较优的材料,如不锈钢、铜合金等。但较高的成本和较低的抗冲刷性限制了这些材料作为抗冲蚀材料的应用。鉴于冲蚀多发生于零件的表面或局部部位,在低成本的材料表面喷涂不同类型的陶瓷或金属涂层是一种不错的选择。除了可利用这些高硬度的涂层提高其耐冲刷性外,涂层还具有易修复性。超音速火焰喷涂(HVOF)是20世纪80年代兴起的一种热喷涂技术,由于在喷涂时提高了熔滴射流速度并降低了颗粒的过热程度,所制备的涂层具有高硬度、孔隙率低、抗磨损性好等优点,多用来制备耐蚀、耐磨及耐蚀/耐磨合金涂层。HVOF制备的WC-Co-C涂层具有较高的抗冲刷性,但耐蚀性有待提高。

   粘结底层特性及比较高使用温度粘结底层材料涂层特性应用范围比较高使用温度/℃Ni-Al(80/20)自粘结,涂层致密,耐热抗氧化,不耐电解质溶液腐蚀耐热抗氧化涂层,在含电解质的溶液中,不适宜用作粘结底层800Ni-Al(95/5)自粘结,涂层致密,耐热抗氧化,使用温度更高,不耐电解质溶液腐蚀1010NiCr-Al(94/6)自粘结,涂层致密,耐高温氧化和燃气腐蚀,不耐电解质溶液腐蚀980Ni-Cr(80/20)抗高温氧化,耐多种化学介质腐蚀,抗热震抗高温氧化并耐溶液腐蚀的粘结底层1260Mo不耐氧化,耐多种强腐蚀介质腐蚀,自粘结,耐边界润滑磨损耐多种化学介质腐蚀的自粘结涂层,耐边界润滑磨损涂层315MCrAlY优异的耐高温氧化、耐燃气腐蚀及耐热震涂层,不耐电解质溶液腐蚀耐高温热障陶瓷涂层粘结底层,抗高温氧化涂层1260~13162)腐蚀介质。对于在腐蚀介质中工作的涂层,进行涂层设计时要特别注意,粘结底层及工作层均应首先具备抵抗工作介质腐蚀的能力,此时,选择粘接底层时,应以耐工作介质腐蚀作为优先考虑条件,在此基础上,再考虑尽可能提高结合强度,如果粘结底层选择不当,涂层寿命很难满足使用需求。例如,某醋酸泵轴套防腐耐磨涂层选用Al2O3-TiO2陶瓷涂层作工作层。
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   HVOF制备的625合金涂层、镍铝青铜涂层、Ni-Cr-Mo-Si-B合金涂层等具有较高的耐蚀性,但耐磨性受限[1-5]。非晶态合金由于不存在晶体材料的晶界、缺点、偏析和析出物等缺点,表现出许多晶态金属所不具备的良好力学性能、优异的耐腐蚀和耐磨性,受到***关注。铁基非晶合金具有较强的非晶形成能力,在保持优异**度、高硬度和耐蚀性的同时,又具有较高的性价比,但较差的塑韧性使其作为一种涂层材料更具应用前景[6-7]。HVOF制备的铁基非晶涂层孔隙率较低,对提高耐蚀性有利。由于在热喷涂过程中,涂层增加到一定厚度,晶化和氧化难以避免,但晶化有利于提高其硬度,对提高耐磨性有利[8-11]。但这种具有优异的耐蚀性和耐磨性的铁基非晶涂层在含沙海水介质中的抗冲蚀性能如何还不得而知。硬质合金涂层是利用涂层方法(如化学气相沉积、物***相沉积等)在硬质合金刀片的表面上涂覆的耐磨的TiC或TiN等薄层。因于其有高的硬度、强度和耐磨性,则被誉为“工业的牙齿”,可用于制造切削工具、***、钻具和耐磨零部件,***应用于**、航空航天、钻井、矿山工具等领域。然而硬质合金的强度和硬度无法同时满足现代工业合金的发展需要,故可提高硬质合金耐磨性的涂层应运而生。
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