一探究竟,非晶合金涂层到底是什么鬼
2016-07-13 13:25:02 作者:本网整理 来源:新材全球网 分享至:

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    近年来,国内外对热喷涂非晶合金涂层材料进行了大量研究,尤其在镍基和铁基体系上,取得显著成果。但能具备量产并达到工业化工程应用的不多,国外有Liquidmetal Coatings LLC(美国)公司、国内有北京中机联供非晶科技股份有限公司。


    Liquidmetal Coatings LLC(美国)公司生产的铁基非晶涂层材料,非晶形成能力强,使用他们的产品制备的非晶涂层具有卓越的防腐、耐磨性能、耐高温,而且强度高、可后续加工(车、销、磨、抛等),在石油化工、电力、机械、汽车等领域已经有许多工程应用案例。北京中机联供非晶科技股份有限公司的产品报道较少。


    中科院金属所、中科院材料所、同济大学、北京科技大学等单位均有课题组在研究非晶涂层,但大多还在实验室阶段,其应用案例报道较少。科盾公司拥有Liquidmetal Coatings LLC(美国)的核心材料和自己研发的独有涂层制备技术,在国内非晶涂层领域的领先优势明显。


 
   一、非晶合金材料简介


    非晶合金是指固态条件下原子的三维空间呈拓扑无序状排列,而且在一定的温度范围内保持相对稳定的状态,又称为金属玻璃。


   
特点:


    成分均一


    结构均一(没有晶体缺陷)


    优异的机械性能和化学性能


   
非晶合金材料的制备

 

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    传统制备方法制备仪器及工艺要求苛刻;仅限于粉末状、带状及有限形状的块体。


   
二、非晶合金涂层


    为了扩展非晶合金材料在工程领域的大面积的应用,大量研究表明,采用热喷涂技术制备的非晶合金涂层具有优异的物理、化学性能。


  
  热喷涂技术


    成本低、效率高、面积大、环境友好、涂层至密


   
非晶合金涂层


    高强度、高硬度、优异的耐磨性能、优异的耐腐蚀性能、优异的耐空蚀性能


   
非晶合金涂层的制备


  
  热喷涂技术种类


    等离子喷涂(ps)


    优点:效率高、涂层致密、结合强度高


    缺点:喷涂材料只能是粉末、对粉末粒要求高


    电弧喷涂(EAS)


    优点:直接喷涂丝材,成本低、效率高、设备操作简单


    缺点:孔隙率较高


    超音速火焰喷涂(HVOF)


    优点:图层综合性能较好:优异的耐磨、耐腐蚀,良好的磁学、热学性能


    缺点:存在未熔颗粒


    集中热喷涂技术制备非晶合金涂层的喷涂参数及涂层性能

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  常见的非晶合金涂层

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Fe基


    高硬度、高强度,优异的耐腐蚀与耐磨性能,良好的磁学性能,较低的应用成本


    FeCrMoCB FeCrPC FeCroPC FeAINbB


    FeCrMoPC FeAINbB


    FeCrSiBMn


    FeCrMnMoWBCSI


    FeBSiMnNbW


    FeCrBSiMnNBY


   
Ni基


    优异的耐腐蚀性能,制备成本较高,。主要用于制备功能涂层


    NiZrTiSiSn


    NiCrBMo


    NiNbTiZrCoCu


   
Ti基


    在强腐蚀介质中具有优异的耐腐蚀性能


    TiZrNiCuBe


  
  Zr基


    良好的力学性能,高密度、强耐腐蚀性,但硬度较低,不太适合做耐磨涂层


    ZrTiCuAIN


   
AI基


    密度低,极强的耐腐蚀性能,结构较致密、显微硬度高


    AINiMnFe

 

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   三、非晶合金涂层的应用


    非晶合金涂层应用于地下核废料储存罐表面

 

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    海洋环境下舰船上的关键零部件表面

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    四、非晶合金涂层发展趋势


    发展状况


    目前,国外热喷涂非晶合金涂层已经开始商业化推广,而国内基本仍处于对非晶合金涂层材料制备工艺及耐腐蚀、耐磨损性能的理论研究阶段,实际应用较少。


    实际应用


    热喷涂非晶合金涂层技术的开发应用,对我国金属结构件的腐蚀与防护、强化修复产业的升级改造,以及发展国家倡导的节能经济、循环经济以及环境保护方面,具有重要意义。


  
  五、非晶合金涂层的专利概况

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    六、非晶合金涂层相关企业

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国内主要研发机构

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责任编辑:刘洋

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