Eine kurze Diskussion über die Leistung von Hochleistungskeramikbeschichtungen
Hochleistungskeramikbeschichtungen sind ein allgemeiner Begriff für eine Klasse nichtmetallischer anorganischer Beschichtungen, die nach organischen Harzen, Metallen und Legierungen entstanden sind. Im letzten halben Jahrhundert haben Hochleistungskeramikbeschichtungen mit der Entwicklung von Spitzentechnologien, beispielsweise in der Luft- und Raumfahrttechnik und der militärischen Elektronikindustrie, ebenfalls ein anhaltendes und schnelles Wachstum erlebt. Die beschichteten Komponenten, die durch die Kombination dieses neuartigen Hochtemperaturmaterials mit einer Metallmatrix hergestellt werden, vereinen nicht nur die Eigenschaften monolithischer Keramikmaterialien, wie z. B. hohe Temperaturbeständigkeit und chemische Korrosionsbeständigkeit, sondern ermöglichen auch die gegenseitige Ergänzung der hohen Zähigkeit, Plastizität und elektrischen Leitfähigkeit der Keramikbeschichtung und des Grundmetallmaterials, wodurch die strukturelle Festigkeit des ursprünglichen Substrats erhalten bleibt.
Formverfahren
① Festphasenabscheidungsmethoden: wie z. B. selbstausbreitende Hochtemperatursynthese.
2. Gasphasenabscheidungsverfahren: wie physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD).
3 Nasschemische Verfahren: wie Sol-Gel-Verfahren, stromloses Plattieren und chemisches Verbundplattieren.
④ Thermische Spritzverfahren: wie Plasmaspritzen und Flammspritzen. Dieses Verfahren macht mehr als 50 % des Marktanteils bei Keramikbeschichtungen aus.
Vorteile und Nachteile
Vorteil:
① Es kann die hohe Temperaturbeständigkeit, Verschleißfestigkeit, Korrosionsbeständigkeit und andere Eigenschaften von Keramikmaterialien flexibel mit der hohen Festigkeit und Zähigkeit, Verarbeitbarkeit, elektrischen und thermischen Leitfähigkeit von Metallmaterialien kombinieren und die Vorteile des jeweils anderen ergänzen, um die umfassenden Vorteile zu maximieren und die Anforderungen mechanischer Produkte hinsichtlich der strukturellen und ökologischen Leistung zu erfüllen.
② Für die Herstellung von Keramikbeschichtungen steht eine große Auswahl an Materialien zur Verfügung. Materialien wie Keramik-Keramik, Keramik-Metall und Keramik-Kunststoff können je nach Bedarf kombiniert werden. Darüber hinaus ist die Integration in die bestehenden Metallverarbeitungsanlagen und -bedingungen problemlos möglich, um eine technologische Transformation der Unternehmen zu erreichen.
③ Keramische Beschichtungen lassen sich leicht herstellen, zeichnen sich durch hohe Abscheidungsraten und kontrollierbare Schichtdicken aus. Zum Besprühen der Oberflächen dünnwandiger, hohler und speziell geformter Teile können verschiedene Sinterverfahren eingesetzt werden. Auch eine lokale Sprühverstärkung von Produkten ist möglich.
④ Keramikbeschichtungen lassen sich auf verschiedenen Substraten mit guter Verarbeitungsleistung herstellen. Beispielsweise können verschiedene anorganische Materialien wie Metalle, Zement, feuerfeste Materialien, Gips, Kunststoffe und organische Materialien sowie Holz, Pappe usw. durch das Aufsprühen von Keramikbeschichtungen ihre Eigenschaften verbessern. Ist die Keramikbeschichtung beschädigt, kann das Metallsubstrat wiederverwendet und die Keramikbeschichtung erneut aufgesprüht werden (dasselbe gilt für andere Substrate, sofern keine Beschädigung die Weiterverwendung beeinträchtigt).
⑤ Der Materialverbrauch ist gering. Die Dicke keramischer Beschichtungen liegt in der Regel zwischen einigen zehn Mikrometern und mehreren Millimetern. Darüber hinaus haben keramische Materialien eine geringe Dichte, sodass der Materialverbrauch gering, der Mehrwert jedoch hoch ist.
⑥ Es gibt keine Einschränkungen hinsichtlich der Größe von Werkstücken oder Baustellen. Sprühprodukte können groß oder klein sein, und die Form ist nicht begrenzt; sie können in einer thermischen Spritzfabrik oder vor Ort hergestellt werden.
Nachteile:
① Geringe plastische Verformungsfähigkeit, empfindlich gegenüber Spannungskonzentrationen und Rissen sowie geringe Beständigkeit gegen Thermoschock und Ermüdung.
2. Zwischen keramischen Beschichtungsmaterialien und metallischen Materialien besteht ein erheblicher Unterschied im Ausdehnungskoeffizienten und in der Wärmeleitfähigkeit. Die während des Gebrauchs entstehenden unterschiedlichen Spannungszustände wirken sich auf ihre Lebensdauer aus.
3. Die Beschichtung und das Substrat werden durch mechanische Verzahnung oder molekulare Kräfte verbunden, und es besteht das Problem unterschiedlicher Bindungsstärken zwischen den beiden Seiten.