Leed等人提出在金属粘结层和热障涂层之间增加阻止氧扩散涂层，并在金属粘结层和阻止氧扩散涂层、热障涂层和阻止氧扩散涂层之间增加梯度过渡层，以阻碍氧扩散到金属粘结层，形成脆性的金属-陶瓷界面，4．梯度结构在热障涂层中，由于粘结层金属和氧化锆陶瓷的热膨胀系数差异较大，这种差异将导致涂层内应力过大，并且在热循环条件下常发生陶瓷涂层的早期破坏。为了减小内应力，提高涂层与基体的结合强度，材料科学家开始在常规热障涂层中引入功能梯度材料制备技术。日本学者新野正之、平井敏雄和渡边龙三首先提出了FGM的概念，与此同时，中国学者袁润章等也提出了FGM的概念，并率先在国内开展了这方面的研究。FGM的设计思想是针对两种或两种以上性质不同的材料，通过连续改变其组成、组织、结构与孔隙等要素,使其内部界面消失，得到性能呈连续平稳变化的新型非均质复合材料。借助功能梯度材料的概念，使热障涂层结构梯度化，相应地，热膨胀系数将沿涂层厚度方向逐渐变化，从而缓和涂层制备过程中和热循环使用过程中产生的热应力。梯度功能材料为金属/陶瓷涂层材料无法解决的热应力缓和问题提供了一种有效的方法，这为热障涂层的应用带来了令人兴奋的前景。
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PVD涂层技术在电子信息模具上的成熟涂层类型包括TiN、CrN、TiAlCrN及复合涂层等。但是如果采用PVD通用的涂层技术如应用到***上的标准配方涂层TiN、CrN、TiAlCrN必然会导致很多的问题而使得涂层容易提前失效。在电子信息模具上的涂层配方设计必须考虑到以下技术要点：（1）零件装夹方式、设备的技术能力以确保涂层膜厚均匀，同时必须和客户讨论好模具的尺寸公差和涂层本身的厚度公差（不同的设备、配方、技术能力会导致涂层厚度的公差等级差异较大）。（2）合理的、正确的前处理方式，清洗方式，专门针对高精度模具的PVD涂层配方，以确保模具涂层的结合强度。必须尽可能的细化涂层晶体尺寸，采用电弧PVD涂层工艺以确保涂层的结合强度。区分模具是以防腐蚀为主要目标，而是以提高模具的耐磨能力为主要目标区别进行涂层类型的选择，同时考虑到模具的实际工作温度。区分模具是否对涂层表面的摩擦系数要求很高，脱模问题是否是主要问题而选择好的后处理工艺和考虑采用PaCVDDLC涂层。（3）模具材质的选择和热处理工艺的选择，以确保模具经热处理和精加工后尺寸的稳定性。而对尺寸精度要求很高，对涂层尺寸精度要求很高的模具。
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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。
能***提高表面工作层与基体之间的结合强度。但要注意，该类粘结底层在酸性、碱性和中性盐的电解液中不耐腐蚀，不易在该类液态化学腐蚀条件下用作粘结底层。当基材为铜及铜合金时，应优先选用铝青铜作粘结底层，由于Cu和Al之间在热喷涂过程中也会发生放热反应，生成金属间化合物，因此，铝青铜在铜及铜合金表面具有一定的自粘结性，有利于提高涂层与基体之间的结合强度，且该涂层具有良好的抗热冲击性和抗氧化性。当基材为塑料及聚合物类基体时，为避免基材表面被高温粒子烧焦而出现“焦化”，从而影响工作层与塑料基体之间的结合，常常选择低熔点金属（如Zn、Al等）或塑料加不锈钢复合粉末作为粘结底层材料。塑料加不锈钢复合粉末是由塑料粉末和不锈钢粉末复合而成的粉末，主要用作塑料类基体上喷涂高熔点金属、陶瓷或金属陶瓷涂层时的粘结底层材料。其中的塑料组分质软，且流平性好，使涂层与基体塑料有良好的粘结强度，并使塑料基体的受热减至**小；而不锈钢组分则具有良好的耐化学腐蚀性能，可形成镶嵌在塑料涂层中的硬质颗粒，有利于形成粗糙表面，为喷涂工作层提供比较理想的“锚固”结构，此外，不锈钢组分还有利于把喷涂焰流的热量散开。
零部件材料的性质和状态等内在因素也对零部件的失效有重要影响，因此，在具体分析时，要把零部件工况条件与零部件性能要求以及不同基体材料与不同工艺、不同喷涂材料与不同喷涂工艺所制造的零部件性能结合起来，才有可能设计出高质量的、合理的涂层。粘结底层材料选择当需要在金属基体上喷涂陶瓷涂层工作层时，由于陶瓷涂层材料在化学键、晶体结构和热物理性能等方面与金属材料存在相当大的差别，有必要先在金属基体上喷涂一层合金粘结底层，提高表面陶瓷涂层与基体金属之间结合强度的同时，还可以缓解两者之间热物理性能的差别。在基体尺寸形状或结构难于进行喷砂或粗化处理时，也推荐采用粘结底层。此外，对于工作层虽然为金属，但其热物理性能与基体金属相差较大，或两者的润湿性很差时，也推荐采用粘结底层。1.常用粘结底层材料的性能要求一般来讲，作为粘结底层喷涂材料应具有以下四方面的性能特点：(1）与基体表面结合强度高，甚至能产生微区冶金结合。特别是具有“自粘结”效应的Ni-Al型复合粉末，在热喷涂过程中，Ni与Al能发生化学反应，生成金属间化合物，并释放出大量热量，甚至这一反应过程能够持续到粉末碰撞到基体表面时仍在进行。
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[彩虹分割线]研究结果表明当撞击粒子和被撞击表面同时保持固体状态且粒子像液体般“飞溅”于表面时，两者的接合效果比较好。Schuh认为这个新观测到的现象帮他们打开了新的思路，同时这一现象也存在于其他多种金属加工方法中。如今在接合不同金属时，他们所需做的是制造此类非液体状态的“飞溅”，因为固体状态的“飞溅”能够使金属粘合，而液体“飞溅”则不可以。Hassani-Gangaraj认为有了这种新的观测方式，他们就可以通过精确的测量数据来找到获得比较好接合效果所需的条件。这些研究结果可应用于发动机部件的涂层涂装，以便重复利用被磨损的部件，而不是将其丢弃。Schuh说“直接丢弃一台掘土机的旧发动机或将其熔化后重铸都会花费大量资金，但如果只是将它清洗干净，然后使用喷涂涂层的方式对表面进行翻新，就不会存在高昂的成本问题。”但这种经济的做法需要确保被喷涂的涂层具有牢固良好的粘附性。这项新发现除了能改善涂层的施用方式，还能帮助改进某些金属增材制造系统（如3D打印）的设计。对于涂层来说，**重要的是确保一层涂料材料牢固地附着在上一层材料上。采用热喷涂技术不仅能提高机器设备的耐磨损性、耐腐蚀性、耐侵蚀性、热稳定性和化学稳定性。
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