表面涂讲义敷技术

表面涂敷技术1.1热喷涂热喷涂是一种采用专用设备利用热源（可以是然烧热、电弧、等离子弧、激光等）将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其吹成极微小颗粒（雾化）并喷射沉积到经过预处理的工件表面，形成覆盖层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐热等性能的表面工程技术。

热喷涂技术最突出的特点：方法的多样性、制备涂层的广泛性、应用的经济性1.2热喷涂的一般原理喷涂材料在热源中的被加热过程和颗粒与基材表面的结合过程是热喷涂技术制备涂层的关键环节。

从喷涂材料进入热源到形成涂层，喷涂过程一般经历四个阶段：1、喷涂材料被加热熔化2、熔化的喷涂材料被雾化粉末一般不存在熔粒被进一步破碎和雾化的过程，而是被气流或热源射流推向前喷射。

3、熔融或软化的微细颗粒的喷射飞行4、粒子在基材表面发生碰撞、变形、凝固和堆积1.3热喷涂技术的分类及特点目前还没有标准的热喷涂分类法，一般是根据所用热源的不同来分类，分为燃气法、气体放电法、电热法和激光热源法。

1.4热喷涂材料热喷涂材料按按分为线材、棒材、粉末和高分子材料做成的长柔性管中装有各种性能粉末的管材；按组成成分可分为：金属、合金、自熔性合金、复合材料、陶瓷和有机塑料等等。

下面我们重点介绍几种喷涂方法。

1、火焰喷涂①原理火焰喷涂历史最为悠久，它是利用气体燃烧放出的热实现热喷涂，目前被广泛采用的是氧乙炔火焰线材和粉末火焰喷涂。

一般说来，凡在2760℃以下温度区内不升华、能熔化的任何物质均可采用火焰喷涂获得涂层，但实际上熔点超过2500℃的材料很难用火焰进行喷涂。

②工艺火焰喷涂工艺流程为：工件表面准备——预热——喷涂打底层——喷涂工作层——喷后处理2、等离子喷涂①原理正常状态下原子呈中性，气体在常温下是不导电的，但当外界通过某种方式给予气体分子或原子以足够的能量时，就可使电子脱离原子而成为自由电子，而使原子或分子成为常电的正离子，也就是气体产生电离现象。

使气体产生电离的因素很多，如热电离、光电离等。

《表面涂覆技术基础知识概述》一、引言表面涂覆技术作为一门重要的工程技术，在现代工业生产和日常生活中发挥着至关重要的作用。

它不仅可以改善材料的外观，还能提高材料的性能，延长其使用寿命。

从传统的油漆涂装到先进的纳米涂层，表面涂覆技术经历了漫长的发展历程，不断推陈出新，为各个领域的发展提供了有力支持。

本文将对表面涂覆技术的基础知识进行全面综合的概述，包括基本概念、核心理论、发展历程、重要实践以及未来趋势。

二、基本概念1. 表面涂覆的定义表面涂覆是指在材料表面覆盖一层具有特定性能的物质，以改变材料的表面性质。

这层物质可以是涂料、镀层、薄膜等，其目的是提高材料的耐磨性、耐腐蚀性、抗氧化性、导电性、导热性等性能，或者赋予材料特殊的光学、电学、磁学等特性。

2. 涂覆材料的种类涂覆材料种类繁多，主要包括以下几类：（1）涂料：由成膜物质、颜料、溶剂和助剂等组成，可分为油性涂料、水性涂料、粉末涂料等。

（2）镀层：通过电镀、化学镀、热浸镀等方法在材料表面形成的金属或合金层。

（3）薄膜：采用物理气相沉积（PVD）、化学气相沉积（CVD）、溶胶-凝胶法等技术制备的厚度较薄的涂层。

3. 涂覆工艺的分类涂覆工艺主要有以下几种：（1）喷涂：利用喷枪将涂料雾化后喷涂在材料表面。

（2）刷涂：使用刷子将涂料涂刷在材料表面。

（3）浸涂：将材料浸入涂料中，使涂料附着在材料表面。

（4）电镀：在电场作用下，将金属离子还原成金属沉积在材料表面。

（5）化学镀：利用化学反应在材料表面沉积金属或合金层。

（6）热浸镀：将材料浸入熔融的金属液中，使金属附着在材料表面。

三、核心理论1. 附着力理论附着力是指涂覆材料与基体材料之间的结合力。

附着力的大小直接影响涂层的质量和性能。

附着力的产生主要有以下几种机制：（1）机械结合：涂覆材料与基体材料之间通过机械嵌合作用产生结合力。

（2）物理结合：包括范德华力、氢键等作用，使涂覆材料与基体材料之间产生结合力。

（3）化学结合：涂覆材料与基体材料之间通过化学反应形成化学键，产生结合力。

表面涂敷技术表面涂敷技术有几十种，它们分别是涂料与涂装、粘结与粘涂、堆焊、热喷涂、电火花表面涂敷、熔结、热浸镀、塘瓷冷敷、陶瓷涂层、塑料涂敷等等。

由于课时所限，我们今天着重讨论其中的两个方面：热喷涂技术和热浸镀技术。

1热喷涂技术1.1热喷涂技术及其发展热喷涂是一种采用专用设备利用热源（可以是然烧热、电弧、等离子弧、激光等）将金属或非金属材料加热到熔化或半熔化状态，用高速气流将其吹成极微小颗粒（雾化）并喷射沉积到经过预处理的工件表面，形成覆盖层，以提高机件耐蚀、耐磨、耐热等性能的表面工程技术。

热喷涂技术最突出的特点：方法的多样性、制备涂层的广泛性、应用的经济性。

从大型钢铁构件的耐磨、抗蚀，到高新技术领域中特殊功能涂层的制备、热喷涂技术均发挥了其独特的作用。

热喷涂的发展：1882年德国人采用一种简单的装置将金属液喷射成粉末，这是最早的热喷射法。

1910年瑞士M.V.Schoop博士将低熔点金属的熔体喷射在工件表面而形成涂层，由此诞生了热喷涂技术。

上世纪20年代苏联、德国和日本开始使用电弧喷涂，将热喷涂技术向前推进了一大步。

上世纪30年代~二战之前，线材喷涂装置不断发展，并出现了火焰粉末喷涂工艺。

50年代自熔合金粉末和复合粉末研究成功，结束了线材喷涂一花独放的局面，同时，诞生了火焰喷焊工艺，使热喷涂技术得到了飞速发展。

50年代后期，美国Union Carbide Co.相继研究成功爆炸喷涂和等离子火焰涂枪。

爆炸喷涂极大地提高了喷涂颗粒的速度，提高了涂层的结合强度，减少了涂层气孔率；后来等离子喷涂设备的出现使任何高熔点材料的喷涂成为可能。

60~70年代，各种热喷涂技术均已成熟，喷涂装置日臻完善，不仅能喷涂金属、合金、陶瓷与金属陶瓷，还能喷涂塑料及复合材料，应用范围逐渐扩大。

1981年美国Browining Engieering公司研制成功新的超音速火焰喷枪，它的问世使等离子喷涂技术面临竞争。

我国自40年代引进热喷涂技术，50年代开始研究和应用该项技术，60年代研制等离子设备和工艺，70年代研制成自熔合金粉末，80年代大力推广应用。

PCB表面涂（镀）覆技术林金堵Surface finished technology of PCB摘要本文综述了PCB表面涂（镀）覆层的现状与发展关键词表面涂覆热风整平有机可焊性保护剂化学镀镍/金化学镀银化学镀锡Abstract This paper summarizes the development and present of surface finished technology in PCBKeyword surface finish HASL OSP electroless Ni/Au electroless Ag electroless Sn本文所述的表面涂（镀）覆技术是指除阻焊剂（阻悍膜、阻焊层）以外的可供电气连接的可焊性或可接触性的涂（镀）覆层。

如HASL（或HAL 热风焊料整平或简称热风整平）、OSP（有机可焊性保护剂或耐热预焊剂）、电镀Ni/Au、化学镀Pd(钯）、化学镀Ni/Au、化学镀Sn、化学镀Ag等。

这些表面涂覆层对新鲜的铜表面起保护作用或隔离作用，在PCB产品的可焊性和可靠性等方面起着十分重要作用。

因此，它是PCB生产过程中的一个重要加工步骤。

1热风整平（HAL）热风整平（HAL）或热风焊料整平（HASL）是20世纪80年代发展起来的一种先进工艺，到了90年代中、后期，它占据着整个PCB 表面涂（镀）覆层的90%以上。

只是到了90年代的末期，由于表面安装技术（SMT）的深入发展，才使HAL在PCB中的占有率逐步降低下来，但是，目前HAL在PCB表面涂（镀）覆中的占有率仍在50%左右。

尽管SMT 的高密度发展会使HAL在PCB中的应用机率不断下降，但是HAL技术在PCB生产中的应用仍有很长的生命力，即使禁用铅的焊料（无铅的绿色焊料），无铅的HAL技术和工艺也会开发和应用起来。

1.1 热风整平工艺和应用热风整平技术是指把PCB（一般为在制板panel）浸入熔融的低共熔点（183℃，如图1所示）S n/P b（比例应等于或接近于63/37，操作温度为230∽250℃之间）合金中，然后拉图1 锡/铅合金的组成出经热风（控制热风温度、风速和风刀角度，其中风刀结构与PCB板距离等已优化而固定下来）吹去多余的Sn/Pb合金，得到所要求组成和厚度的S n/P b合金层。