氧化物陶瓷涂層
氧化物及復(fù)合氧化物陶瓷材料一般具有硬度高、熔點(diǎn)高、熱穩(wěn)定性及化學(xué)穩(wěn)定性好的特點(diǎn),用作涂層可有效提高基體材料的耐磨性、耐高溫、抗氧化、耐熱沖擊、耐腐蝕等性能。
熱噴涂常用的氧化物陶瓷材料主要有Al2O3,TiO2,Cr2O3,ZrO2等。這些陶瓷材料由于熔點(diǎn)高、熱傳導(dǎo)率低,以粉末狀態(tài)送入火焰或等離子焰流中時(shí),與金屬粉末相比,難以達(dá)到完全熔化。因此,一般采用顆粒相對(duì)較小的粉末,并利用高溫的等離子焰流進(jìn)行噴涂。除此之外,采用爆炸噴涂也可以制備氧化鋁、氧化鈦、氧化鉻涂層。采用熔棒式火焰噴槍,使用特制的陶瓷棒材時(shí),由于陶瓷熔化的端部可以被霧化成熔滴,因此也可以制備陶瓷涂層。
氧化鋁基陶瓷
Al2O3 | 高溫化學(xué)性能穩(wěn)定,熱導(dǎo)率低,是僅次于氧化鋯的耐高溫?zé)嵴贤繉硬牧?,常用的高性能陶瓷絕緣涂層材料,能耐大多數(shù)酸、堿、鹽的腐蝕,對(duì)光和高溫輻射有很高的反射率、低的熱輻射率 |
Al2O3-3% TiO2 | 涂層呈灰色,優(yōu)異的耐磨性,涂層致密性、韌性、電絕緣性較純有所提高,耐熱降低。在含結(jié)晶顆粒的化工介質(zhì)中具有優(yōu)異的耐磨性,耐硬面磨損、耐氣蝕和顆粒沖蝕,耐纖維磨損,耐熔融金屬、熔渣和溶劑的高溫侵蝕。 |
Al2O3-13% TiO2 | 具有優(yōu)異的耐滑動(dòng)磨損、耐擦傷和減摩性能,耐低應(yīng)力磨粒磨損,硬面磨損,耐滑動(dòng)磨損,耐纖維磨損,耐氣蝕,耐沖蝕,耐腐蝕磨損,介電涂層 |
氧化鋯基陶瓷
氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯 | 優(yōu)異的耐高溫性能和低的熱傳導(dǎo)率,在845-1650℃范圍內(nèi)抗高溫、耐熱震,耐高溫燃?xì)鉀_蝕, |
氧化鈣穩(wěn)定的氧化鋯 | 熱導(dǎo)率低,韌性較好,優(yōu)良的耐高溫、絕熱和抗熱震性能,具有很好的耐高溫燃?xì)忸w粒沖蝕的性能 |
氧化鎂穩(wěn)定的氧化鋯 | 高溫下電阻率、介電常數(shù)高,耐金屬熔體侵蝕和抗堿性爐渣侵蝕。耐高溫、抗熱震、低熱導(dǎo)率、高絕熱性、高溫化學(xué)穩(wěn)定性,耐高溫燃?xì)鉀_蝕性能好。 |
二氧化鈦基陶瓷
O2 | 優(yōu)異的耐磨性、耐腐蝕性,用于538℃以下的耐硬面磨損、粘著磨損和腐蝕磨損,還可以用作遠(yuǎn)紅外、黑體吸收涂層,用作太陽能吸收,加熱器元件,抗紫外線涂層、半導(dǎo)體涂層,抗靜電涂層 |
氧化鈦-氧化鉻 | 硬度和耐磨性比純氧化鈦顯著提高,是性能優(yōu)異的耐腐蝕磨損材料。特別適合在易燃化學(xué)介質(zhì)輸送設(shè)備中用作耐磨抗靜電涂層。涂層呈黑色,是很好的黑體吸收涂層材料和紅外輻射涂層材料。用在540℃以下的耐腐蝕磨損、耐磨料磨損、纖維磨損、硬面磨損和粘著磨損。用作靜電涂層和能量轉(zhuǎn)換涂層。 |
鈦酸鋇 (BaO-) | 具有高介電性能和壓電性能,用作要求介電性能高的電絕緣涂層。 |
氧化鉻基陶瓷
Cr2O3 | 硬度高,摩擦系數(shù)小,優(yōu)異的耐磨粒、硬面和纖維磨損性能,耐顆粒沖蝕和氣蝕,優(yōu)異的耐蝕性能,化學(xué)性能穩(wěn)定,不溶于酸、堿、鹽及各種溶劑,耐腐蝕性氣體的高溫沖蝕。涂層遮蓋能力很強(qiáng),在較寬的紅外波長(zhǎng)范圍內(nèi)具有高而穩(wěn)定的熱輻射率。具有極好的親水性能,能在表面形成一層均勻的水膜。 |
氧化鉻-氧化鋁 | 熱穩(wěn)定性好,耐高溫燃?xì)鉀_蝕性能好。用于870℃以下的耐熱抗氧化、抗燃?xì)忸w粒沖蝕及耐腐蝕磨損 |
特殊氧化物陶瓷
1、 生物功能陶瓷
在不銹鋼或鈦金屬基體上,噴涂羥基磷灰石生物功能陶瓷涂層,有效克服了金屬型人造骨骼與生物體組織的不相容問題和體液的腐蝕問題,滿足對(duì)生物硬組織代用材料的基本要求,其涂層的多孔性和一定的粗糙度有利于生物體組織向人工骨骼表面的生長(zhǎng)和親和,是比較理想的人造骨骼材料。
2、 超導(dǎo)陶瓷
釔鋇銅氧超導(dǎo)陶瓷涂層具有較高的零電阻溫度和磁轉(zhuǎn)變溫度,可在采用液氮深冷的條件下,在磁屏蔽、微波元件、傳感器、量子電子器件等方面應(yīng)用。
3、 傳感器用氧化物陶瓷
1) ZnO陶瓷
白色粉末,六方型晶體結(jié)構(gòu),在高溫下直***分解溫度也不發(fā)生相變。不溶于水和氨,溶于酸、堿及氯化銨。折射率高,能吸收紫外線,有抗陽光、防日曬的作用,且遮蓋能力很強(qiáng),不受喊硫氣氛的影響,具有半導(dǎo)體特性還可用于抗靜電。納米級(jí)ZnO具有很強(qiáng)的吸波能力,特別是吸收紫外線能力強(qiáng),具有極強(qiáng)的化學(xué)活性,能與多種有機(jī)物發(fā)生氧化反應(yīng),從而能殺死大多數(shù)病菌和病毒,用于防菌纖維等產(chǎn)品中。
2)SnO2
白色粉末,具有金紅石型晶體,難以燒結(jié)。對(duì)多種氣體有較強(qiáng)的吸附能力,包括氧化氮、甲烷等氣體。用制成的多晶半導(dǎo)體對(duì)低濃度檢測(cè)氣體的濃度變化很敏感,使元件的電阻值發(fā)生明顯改變,是優(yōu)良的氣敏材料。