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。
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但该工艺也存在运行成倍较高、对基体输入热量较大、不能喷涂氧化物陶瓷（注：个别系统能够喷涂Al2O3、Al2O3-TiO2等低熔点陶瓷，如HV2000超音速火焰喷涂）等缺点。因此，在选择热喷涂工艺时，应针对具体需求进行具体分析，下文分别从涂层性能、喷涂材料类型、涂层经济性及现场施工等四个方面进行了分析。1.以涂层性能为出发点进行选择时，一般考虑如下几点：（1）涂层性能要求不高，使用环境无特殊要求，且喷涂材料熔点低于2500℃，可选择设备简单、成本较低的氧乙炔火焰喷涂工艺。如一般工件尺寸修复和常规表面防护等。（2）涂层性能要求较高、工况条件较恶劣的贵重或关键零部件，可选用等离子喷涂工艺。相对于氧乙炔火焰喷涂来讲，等离子喷涂的焰流温度高，熔化充分，具有非氧化性，涂层结合强度高，孔隙率低。（3）涂层要求具有高结合强度、极低孔隙率时，对金属或金属陶瓷涂层，可选用高速火焰（HVOF）喷涂工艺；对氧化物陶瓷涂层，可选用高速等离子喷涂工艺（如PlazJet等离子喷涂）。如果喷涂易氧化的金属或金属陶瓷，则必须选用可控气氛或低压等离子喷涂工艺，如Ti、B4C等涂层。2．以喷涂材料类型为出发点进行选择时，基本原则如下：（1）喷涂金属或合金材料。
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太阳紫外线被认为是导致降解的**重要因素。通常认为金属涂层的光降解机理是自由基反应机理。自由基-产物自由基浓度通常是非常低的稳态值，因此基于分子遇到的机会，自由基和自由基更容易被遇到，因此上述反应不断进行。在金属涂层老化性能检测中，我们发现一些小分子，如酮，醇，酸等，这些小分子很容易被水冲走。由于组合物的不断损失，涂层收缩并且厚度减小，这容易导致涂层脆化和开裂。如果涂料含有颜料，涂料聚合物的损失将有效地增加涂料表面上颜料的体积浓度。结果，表面层相对脆，内层更有弹性，这使得涂层的表面层粉化并深裂。虽然光致自由基降解可以被认为是解释一些小分子量氧化物源，但是不可能分辨出分子中的哪种特定反应，导致产生的小分子量氧化物，例如过氧化物，乙醛和酮。二、金属涂层检测失效原因-水降解老化问题由于涂层在室外大气环境中受到阳光中紫外线的作用而降解，因此它也会受到来自不同通道的水的水降解反应。如果涂层中存在一组酯，醚，醇，胺等，则涂层更可能水解。拜恩工程师认为在树脂体系的固化位置容易发生水降解，导致涂层老化。对金属涂层检测后发现，使用三聚氰胺作为交联剂在老化过程中起着非常重要的作用。还发现在潮湿的环境中。
本文介绍了金属发生的电化学腐蚀反应现象。目前对涂层防护机理的研究现状及评定涂层防腐性能的方法,指出涂层防护机理的深入研究,对研制性能更优的防腐蚀涂料和涂装技术具有重要指导意义。金属、混凝土、木材等受到周围环境介质的化学作用或电化学作用而损坏的现象称为腐蚀,研究腐蚀主要对象是金属,因为金属腐蚀造成经济上巨大损失。如全球每年因腐蚀造成的金属损失量高达全年金属产量的20%-40%,据世界上发达国家调查统计,每年由于金属腐蚀造成的直接损失约占国民经济生产总值的—%;在中国,由于金属腐蚀造成的经济损失每年高达300亿元以上,占国民生产总值的4%。防止金属腐蚀方法很多,如选用耐腐蚀合金、电镀和阴极保护等方法,但工程造价将大幅度上升,经济上不合理。世界各**腐蚀实践证明:涂料涂层防腐蚀是***、**经济、应用**普遍的方法。一金属腐蚀钢铁等金属材料容易发生腐蚀的基本原因是将铁矿石冶炼成钢需消耗大量的能量,此能量潜伏在钢铁中(元素态),钢铁等金属材料随时随地有恢复至其原始化合物(矿石)状态的倾向而释放能量,这是化学热力学自发的过程,这样就发生了腐蚀,所以矿石类化合物是稳定态,而钢铁处于不稳定态。
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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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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