导 读

在二十一世纪这个风起云涌的时代,经济的全球化发展给中国的崛起带来了一系列的机遇,同时也带来了一系列的挑战。这把双刃剑带来至关重要的一环是加速中国工业化进程,目前我国的工业建设得到了极大的发展,在建筑、交通运输、石化、水电等众多领域都出现了超常规增长,从而带动了对相关配套装备需求的飞速增长。

然而,腐蚀一直以来是装备的克星,直接影响装备的安全运行与使用寿命,我国每年腐蚀造成的经济损失大约占 GDP 的 4% 左右,达数千亿元。随着尖端科学和现代工业的发展,各工业部门越来越多地要求机械设备能在高参数和极端工况条件下长期、稳定地运行,这就对材料的性能提出了更高的要求。因此,发展材料表面防护和强化技术具有极其重要的意义。

先进涂层与表面处理技术是个什么鬼?

先进涂层技术是一门赋予材料及其零部件表面特定性能、提升材料的使用价值、延长零部件使用寿命的技术。能直接将高等级涂层材料复合到低等级基体材料零部件表面,形成一种高使用性能的复合材料零部件,来替代整体使用较昂贵材料零部件,以较低的成本制造出采用其他技术难以制造的产品,是一种节能、节材、环保的新工艺技术,对于提高零件的使用寿命和可靠性,对于推动高新技术的发展,对于节约材料、节约能源、保护环境等具有重要的意义。

例如,在火箭技术中就大量采用了先进涂层防护技术。重要的部件包括喷管扩散段、喉衬、补燃筒、鼻锥及姿态控制中的受压部件等。美国航天飞机计划,在全部系统中约有 8000 多个零部件采用了先进涂层技术。现代新型涡轮发动机中的热喷涂零件达到 2000多个,约 3000 多个部位,另外各机型的飞机起落架避震杆都采用了长寿命、高可靠性的硬质合金耐磨抗震涂层技术。涂层技术在船舶、钢结构桥梁、水闸门、储罐等装备及设施上也起到重要作用。在恶劣环境下船舶等钢铁结构腐蚀严重,在不采取防护措施的情况下,有的船舶中修换板率达 50% 以上。采用喷涂涂层技术在钢结构上制备长效防腐涂层可使钢结构的防腐寿命达到 10年,甚至上 100 年,大大延长了钢结构设施的维修周期。但我国防护涂层技术的研究和推广应用还远远落后于发达国家,必须加快这方面的研发步伐。

史上最全的表面处理大汇总

涂层分类大汇总

  • 表面处理即是通过物理或化学的方法在材料表面形成一层具有某种或多种特殊性质的表层。通过表面处理可以提升产品外观、质感、功能等多个方面的性能。

  • 涂层(coating)是涂料一次施涂所得到的固态连续膜,是为了防护,绝缘,装饰等目的,涂布于金属,织物,塑料等基体上的塑料薄层。涂料可以为气态、液态、固态,通常根据需要喷涂的基质决定涂料的种类和状态。

工信部:未来十年先进涂料重点发展应用领域

新型表面处理技术概述及其未来发展趋势

  • 《中国制造 2025》围绕经济社会发展和国家安全重大需求,选择 10 大优势和战略产业作为突破点,力争到 2025 年达到国际领先地位或国际先进水平。十大重点领域是: 新一代信息技术产业、高档数控机床和机器人、航空航天装备、海洋工程装备及高技术船舶、先进轨道交通装备、节能与新能源汽车、电力装备、农业装备、新材料、生物医药及高性能医疗器械。

  • 新型表面功能覆层技术,包括低温化学表面涂层技术及超深层表面改性技术,它运用物理、化学或物理化学等技术手段来改变“材料及其制件表面成份和组织结构”,其特点是保持基体材料固有的特征,又赋予表面化所要求的各种性能,从而适应各种技术和服役环境对材料的特殊要求,因而它是制造和材料学科最为活跃的技术领域,又是涉及表面处理与涂层技术的交叉学科。其最大的优势在于能以极少的材料和能源消耗制备出基体材料难以甚至无法获得的性能优异的表面薄层,从而获得最大的经济效益,它是一种优质高效的表面改性与涂层技术。

先进涂层和表面处理技术研究进展 更多

  • 基于等离子喷涂的反射型激光防护涂层研究

    激光技术在军事上的主要应用之一是以激光束作为能量载体的各种激光武器。它是利用高亮度强激光束携带的巨大能量来摧毁或杀伤敌方飞机、导弹和卫星等目标的高技术新概念武器。

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    镁合金的全面腐蚀反应描述,通常与水发生电化学反应而导致镁的溶解,同时形成了六方结构的氢氧化物膜,并产生氢气,镁离子和氢氧根离子在晶体结构中呈交替排列,造成膜的基底层易开裂,因此,膜层对基体没有保护作用。镁合金全面腐蚀产物随着腐蚀环境与镁合金化学成分的不同而发生变化。

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  • 提高钛合金耐蚀、耐磨性的表面处理方法都在这了!

    钛合金广泛应用于航空航天、化工及生物医疗领域,但是其硬度较低,抗磨减摩性能差,限制了其应用,因此,利用表面改性技术改善钛合金的表面性能备受关注。通常最常用的方法是进行化学处理或化学氧化,来提高和改善基体与涂覆层的结合力以及表面的耐蚀性能。

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  • 铝合金阳极氧化与表面处理技术

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  • 石墨烯水性复合防腐涂料的研究进展

    石墨烯复合防腐涂料因兼顾石墨烯优异的化学稳定性、快速的导电性、突出的力学性能和聚合物树脂的强附着力、良好成膜性等优点,受到越来越多涂料防护工作者的关注。然而,目前石墨烯复合防腐涂料的研究主要以溶剂型复合材料为主,环保性差。

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  • 重防腐涂料深海环境失效行为研究

    本文从深海腐蚀环境特征及重防腐涂料防护机理出发,综述了重防腐涂料在深海环境下的失效过程及特征,对深海环境下有机涂层的失效形式进行了阐述,展望了深海环境用重防腐涂层的研究方向。

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  • 纳米复合陶瓷涂层:最强金属防腐蚀涂层

    世界每年因金属腐蚀造成的直接经济损失约万亿美元,我国每年因金属腐蚀造成的直接损失高达数千亿人民币,在一些工业发达国家金属腐蚀的损失甚至占到了年国民生产总值的5%以上,大于各种自然灾害造成经济损失的总和。

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  • 红外隐身涂料的研究及进展

    物体温度高于绝对零度,表面原子或分子不断无规则运动,由此辐射出红外线。因此在理论上,所有物体都向外发射红外线。红外隐身材料包括隐身涂料、隐身篷布、隐身薄膜等材料,红外隐身涂料由于简单易用、价格低廉,在红外隐身领域占据重要的位置。

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  • 新型热障涂层陶瓷隔热层材料

    随着航空技术的不断发展以及对飞行速度,飞行距离及安全性能等需求的不断提升,燃气涡轮发动机正在向高推重比、高效率、低油耗和长寿命方向发展。高的推重比和高的燃料使用效率势必要求提高涡轮前进口温度(turbine inlettemperature,TIT)。高的涡轮前进口温度对热端部件提出了更为苛刻的要求。目前镍基单晶高温合金和陶瓷基复合材料(ceramic matrix composite,CMC)是制造发动机叶片的高温结构材料。

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    航天装备(如人造卫星、飞船、火箭等)一般要经历地面、发射、飞行、在轨运行等环境过程,所处的空间环境变化剧烈,非常复杂,除受到地面风吹、日晒、雨露、地下潮气和海洋盐雾等影响外,还将承受包括高能电子流、高活性原子氧、太阳紫外照射、温度交变循环、陨石和空间碎片冲击等威胁。所有这些不利因素都对航天装备材料提出了苛刻的要求。

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业界视点 更多

  • 李美栓:探索材料高温氧化机理 助力热结构材料与防护涂层研发

    随着国家发展战略的推进,高端化、高质化、高新化的产业体系如航空航天、能源、石油化工等等具有“三高”特点的优势支柱产业正在迅速崛起。发展产业,材料先行,先进的装备材料是高端产业发展的基础。在服役的过程中,材料难免会受到周围应用环境的侵蚀而发生腐蚀失效,航空发动机、涡轮机叶片、工业涡轮、航天发动机、火力发电机等的结构材料在高温下的作业,受到高温氧化和腐蚀。实践证明,高温材料本身要做到既有好的高温强度,又具有优良的抗氧化性、抗腐蚀性能十分困难,因此需要更多深入的研究和改进。为了全面了解高温氧化基础研究与防护技术

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未来展望

表面工程技术不仅能大大延伸基体材料的应用领域,而且解决了许多领域中材料无法满足环境要求的问题,在人类社会的发展或人类文明的进步过程起着不可替代的重要作用。先进表面工程技术是当代材料科技、真空科技与高科技的交叉领域学科,成为了现代高新技术领域和先进制造业的重要前沿之一,在国民经济中发挥了重要作用。

我国的表面工程技术在过去的十几年中,已取得了重大进展,拥有自己的独创和特色,部分应用已达到国际先进水平,但与世界发达国家相比,仍存在差距。

因此,加强自主创新,大力发展先进的表面处理技术与涂层技术,为国家重大工程建设保驾护航成为当前科技工作的重要任务。