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關(guān)于陶瓷耐磨涂層，你知道多少?
發(fā)布時(shí)間：
2023/06/19
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在日常工業(yè)生產(chǎn)中，生產(chǎn)工具的磨損、腐蝕和斷裂是生產(chǎn)設(shè)備零部件失效，這個(gè)現(xiàn)象大范圍的存在于冶金、建筑、電力、機(jī)械等領(lǐng)域，磨損問題一般來說是企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)。為了跟上制造業(yè)發(fā)展的步伐，表面工程技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。這項(xiàng)技術(shù)能實(shí)現(xiàn)低投入使得材料性能大幅度提高，有經(jīng)濟(jì)效益。這些年在基體表面制備耐磨陶瓷涂層已成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)。
一、耐磨陶瓷分類
耐磨陶瓷是一種典型的結(jié)構(gòu)陶瓷，主要包括氧化物陶瓷、碳化物陶瓷和氮化物陶瓷等。
（一）氧化物陶瓷
發(fā)展和應(yīng)用都比較早的陶瓷材料，是離子型晶體，其陰陽(yáng)離子是通過較強(qiáng)離子鍵結(jié)合，因而具有耐高溫、大強(qiáng)度、抗氧化性等特點(diǎn)，一般包括熔點(diǎn)高于1730℃的簡(jiǎn)單的氧化物陶瓷或者復(fù)合氧化物陶瓷，如氧化鋁、氧化鎂、氧化鈦、莫來石、尖晶石等。其中一些氧化物陶瓷，如氧化鋯、氧化鋁等因其化學(xué)穩(wěn)定性、耐磨性等特點(diǎn)廣泛應(yīng)用于人體關(guān)節(jié)、骨螺釘、耳骨等領(lǐng)域。
（二）氮化物陶瓷
起步較晚，自20世紀(jì)70年代才開始迅猛發(fā)展，幾乎都是通過人工合成的，除了具有大強(qiáng)度、高硬度的特點(diǎn)，還具有優(yōu)良的電學(xué)和熱學(xué)性能。經(jīng)過多年的研究，氮化物陶瓷的脆性、可靠度等問題都有了明顯的改善。歷經(jīng)幾十年的發(fā)展，氮化硅、氮化鋁、氮化硼等氮化物陶瓷作為大強(qiáng)度機(jī)械部件、耐腐蝕 部件、以及耐磨部件，已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空航天、機(jī)械、冶金等領(lǐng)域。
（三）碳化物陶瓷
中應(yīng)用較多的有碳化硅(SiC)、碳化硼(B4C)、碳化鈦(TiC)、碳化鎢(WC)等，例如SiC用于發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪增壓器轉(zhuǎn)子，滑動(dòng)軸承，高溫交換器等；碳化硼用 作防彈裝甲等；碳化鈦用于制備刀具。碳化物陶瓷主要的優(yōu)點(diǎn)就是熔點(diǎn)高、硬度高，如B4C的硬度是次于金剛石和CBN。
二、耐磨陶瓷涂層性能
因?yàn)樘沾删哂懈呷埸c(diǎn)、高硬度、大強(qiáng)度、高化學(xué)穩(wěn)定性、高絕緣能力、低熱導(dǎo)率、低熱膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，所以用作涂層可以有效地提高基體材料的耐磨損、耐高熱、耐腐蝕和抗高溫氧化等性能。陶瓷具有金屬材料難以達(dá)到的性能，所以被廣泛應(yīng)用于制備各種陶瓷涂層。耐磨陶瓷將陶瓷的優(yōu)點(diǎn)和金屬材料的韌性 結(jié)合起來，在材料表面噴涂，可使材料兼具金屬的強(qiáng)韌性、可加工性等特性及陶瓷的耐磨損、耐高溫、耐腐蝕及絕緣性等性能，對(duì)于提高社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益、延長(zhǎng)零部件的使用壽命具有重要意義。
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