硬度是納米陶瓷涂層重要指標(biāo)之一,硬度的測(cè)量比較好采用顯微硬度,且應(yīng)取多個(gè)測(cè)量點(diǎn),以其均值作為涂層硬度值。晶粒的細(xì)化使納米陶瓷涂層的硬度明顯大于微米陶瓷涂層,如常規(guī)WC-12Co涂層的顯微硬度為1186HV0.2,而納米結(jié)構(gòu)WC-12Co涂層的顯微硬度為1584HV0.2,是常規(guī)涂層的1.3倍。2斷裂韌性斷裂韌性是反映材料抵抗裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展的的性能指標(biāo)。目前陶瓷涂層斷裂韌性的定量表征缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),主要有臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子、臨界裂紋擴(kuò)展能量釋放率和裂紋密度三種表征方法。圖2為兩種涂層杯凸試驗(yàn)的結(jié)果比較,常規(guī)陶瓷涂層顯示出明顯的開裂和剝落現(xiàn)象,而納米結(jié)構(gòu)涂層并未觀察到宏觀裂縫。圖2常規(guī)涂層和納米涂層的杯凸試驗(yàn)結(jié)果比較3耐磨性耐磨性是陶瓷涂層重要的應(yīng)用性能之一。一般可通過磨損試驗(yàn)測(cè)量涂層的磨損速率來進(jìn)行表征。納米陶瓷涂層的耐磨性明顯優(yōu)于常規(guī)陶瓷涂層,如圖3。陶瓷復(fù)合隔膜主要成膜工藝有涂覆、靜電紡絲、濕法、模壓及高溫?zé)Y(jié)。湖北加工納米陶瓷涂覆廠家
納米陶瓷涂層的應(yīng)用納米ZrO2熱障涂層熱障涂層主要用于高溫大氣或熱腐蝕性靜態(tài)、動(dòng)態(tài)氣氛中,可明顯降低渦輪部件表面溫度,增加燃?xì)廨啓C(jī)功率,提高熱效率,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上獲得了成功的應(yīng)用,并將擴(kuò)展到柴油機(jī)以及汽車和摩托車的發(fā)動(dòng)機(jī)中。納米ZrO2涂層導(dǎo)熱系數(shù)低,熱膨脹系數(shù)相近,高溫下穩(wěn)定性好,是目前熱障涂層的。納米WC/Co涂層碳化鎢/鈷(WC/Co)金屬陶瓷涂層是一種優(yōu)良的抗摩擦磨損材料。納米結(jié)構(gòu)WC/Co涂層硬度高,結(jié)合強(qiáng)度好,具有良好的韌性,可應(yīng)用于航空航天、汽車、冶金、電力等領(lǐng)域,用以增強(qiáng)基體金屬的耐磨性以及磨損部件的修復(fù)。河南新能源納米陶瓷涂覆代加工納米Al2O3/TiO2涂層具有優(yōu)異的強(qiáng)韌性。
高速火焰噴涂高速火焰噴涂的原理是將燃料氣體(氫氣、丙烷等)與助燃劑(O2)以一定的比例導(dǎo)入燃燒室內(nèi)混合后式燃燒,產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?,燃燒產(chǎn)生的高溫氣體高速通過膨脹管形成高溫高壓的超音速焰流。與此同時(shí),送粉系統(tǒng)將粉末材料從低壓區(qū)送入焰流中,加熱加速后噴向工件表面形成涂層。高速火焰噴涂工作溫度相對(duì)較,粉末的加熱溫度低、運(yùn)動(dòng)速度高,噴涂材料氧化較輕,得到的涂層表面粗糙度小,涂層結(jié)合強(qiáng)度和致密度高。因此,高速火焰噴涂適用于制備金屬和低熔點(diǎn)納米陶瓷涂層,目前高速火焰噴涂是制備WC-Co納米結(jié)構(gòu)涂層常用的方法。
目前,具有離子導(dǎo)電特性的聚(4-苯乙烯磺酸鋰)逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)的黏合劑,在PE微孔膜表面涂覆5μm厚的Al2O3功能層,制備了具有良好離子導(dǎo)電性能的復(fù)合鋰離子電池隔膜。陶瓷粉體材料陶瓷粉體材料具有熱、化學(xué)、力學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),應(yīng)用于鋰電池隔膜可以防止高溫時(shí)熱失控的擴(kuò)大,提高電池的熱穩(wěn)定性;其次陶瓷粉體顆粒表面的—OH等基團(tuán)親液性較強(qiáng),從而提高隔膜對(duì)于電解液的浸潤(rùn)性。目前,主要應(yīng)用于制備陶瓷復(fù)合隔膜主要有Al2O3、SiO2、TiO2和BaTiO3等。陶瓷復(fù)合隔膜—結(jié)構(gòu)分類結(jié)構(gòu)成膜方法性能特點(diǎn)單層復(fù)合涂覆陶瓷層只分布在基膜的一側(cè)具有陶瓷層、基膜的雙層結(jié)構(gòu)雙層復(fù)合涂覆或靜電紡絲陶瓷層分布在基膜的前后兩側(cè),具有陶瓷層、基膜、陶瓷層的三層對(duì)稱結(jié)構(gòu);或兩層基膜中間夾陶瓷層的三明治結(jié)構(gòu)。解讀 | 鋰電池陶瓷隔膜,為什么多選氧化鋁涂覆?
等離子噴涂分為大氣等離子噴涂(APS)、超音速等離子噴涂(HVPS)、真空等離子噴涂(VPS)等。大氣等離子噴涂適應(yīng)性很強(qiáng),可通過控制工藝參數(shù)制備精細(xì)涂層,其主要缺陷是涂層與基體以機(jī)械結(jié)合為主,結(jié)合強(qiáng)度低,難以適應(yīng)沖擊、高應(yīng)力、強(qiáng)疲勞等工作條件。超音速等離子噴涂焰流速度快、溫度高,特別適用于噴涂陶瓷等高熔點(diǎn)材料。與其它技術(shù)相比,用等離子噴涂制備納米陶瓷涂層,工藝簡(jiǎn)單、選材、沉積效率高等優(yōu)點(diǎn)。近幾年廣泛應(yīng)用的真空等離子噴涂制備的涂層更為致密,結(jié)合強(qiáng)度也更高。等離子噴涂分為大氣等離子噴涂(APS)。江蘇特種納米陶瓷涂覆技術(shù)
硬度是納米陶瓷涂層重要指標(biāo)之一。湖北加工納米陶瓷涂覆廠家
陶瓷涂層的結(jié)合強(qiáng)度包括涂層與基體的界面結(jié)合強(qiáng)度和涂層自身粘結(jié)強(qiáng)度,一般采用拉伸法檢測(cè)涂層的拉伸結(jié)合強(qiáng)度。當(dāng)然,也可通過剪切試驗(yàn)檢測(cè)涂層與基體界面的剪切強(qiáng)度。納米陶瓷涂層提高結(jié)合強(qiáng)度的原因主要有兩個(gè)原因:(1)未擴(kuò)展的層間裂紋對(duì)涂層殘余應(yīng)力的釋放作用;(2)納米結(jié)構(gòu)喂料在噴涂過程中飛行速度比普通粉末約高1/3,因而利于提高涂層中顆粒間以及涂層與基體之間的結(jié)合強(qiáng)度?!簟簟簟簟羧?、制備納米陶瓷涂層方法涂層技術(shù)是表面改性工程中的一個(gè)重要技術(shù),涂層能夠高效的實(shí)現(xiàn)材料的優(yōu)異性能,同時(shí)經(jīng)濟(jì)效益。制備納米結(jié)構(gòu)的陶瓷涂層常用的方法主要有等離子噴涂、電泳沉積、物相沉積、激光熔覆等。1、等離子噴涂湖北加工納米陶瓷涂覆廠家