金属表面涂层的制备与性能研究

金属材料表面涂层的制备和性能研究一、引言金属材料表面涂层是一种广泛应用于工业制造领域的重要技术。

它可以增加金属材料的耐腐蚀性、抗磨损性、耐高温性、增加美观度等诸多性能。

本文将围绕金属材料表面涂层的制备和性能研究进行详细阐述。

二、表面涂层制备技术金属材料表面涂层的制备技术主要分为物理气相沉积技术、化学气相沉积技术、物理溅射技术、电沉积技术和喷涂技术。

1、物理气相沉积技术物理气相沉积技术是一种利用高温或低温等对材料进行处理的方法。

常见的制备技术有热喷涂、扩散、蒸镀、电子束物理气相沉积和离子束物理气相沉积等。

其中，电子束物理气相沉积是一种在真空环境下使用电子束对材料进行治疗的方法。

其涂层具有致密、均匀、粘结强度高、硬度高等优点。

2、化学气相沉积技术化学气相沉积技术是一种利用化学反应产生的气体对材料进行处理的方法。

常见的制备技术有化学气相沉积、原子层沉积、金属有机化学气相沉积、光化学气相沉积和超临界流体沉积等。

其中，原子层沉积技术是一种在真空环境下使用化学气相源依据反应原理进行材料沉积的方法。

其具有致密性好、抗腐蚀、高纯度的优点。

3、物理溅射技术物理溅射技术是一种利用电弧、磁控溅射或者电子束等对材料进行处理的方法。

常见的制备技术有直接流电弧、磁控溅射等。

其中，直流电弧是一种使用电弧对材料进行溅射加工的方法。

其具有制备周期短、制备成本低、制备效率高等优点。

4、电沉积技术电沉积技术是一种利用电解质对材料进行处理的方法。

常见的制备技术有电镀和阳极氧化等。

其中，电镀是一种在电解質中使用电流使金属膜沉积于金属表面的方法。

其涂层具有防腐、美观、表面光滑等优点。

5、喷涂技术喷涂技术主要是一种利用喷雾技术将材料均匀地喷涂在金属表面上的方法。

常见的制备技术有火焰喷涂、高速喷涂、等离子喷涂、电弧喷涂等。

其中，等离子喷涂是一种在真空环境下使用等离子体对材料进行处理的方法。

其具有涂层致密、均匀、抗磨损、防腐蚀等优点。

三、表面涂层性能研究金属材料表面涂层的性能直接影响着金属材料的使用寿命和性能。

《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一摘要：本文对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备方法、工艺参数以及其性能进行了系统研究。

首先，详细介绍了Al-Nd合金镀层的制备过程和微弧氧化膜的制备技术；其次，对制备过程中涉及的关键工艺参数进行了分析和讨论；最后，通过实验结果对比了两种膜层的性能，并对其实用性和潜在应用进行了评估。

一、引言随着科技的发展，金属表面处理技术日益受到关注。

Al-Nd 合金镀层及微弧氧化膜作为金属表面处理的重要手段，具有优异的耐腐蚀性、耐磨性及良好的装饰性能。

因此，对这两种膜层的制备与性能进行研究具有重要意义。

本文旨在探讨Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备方法、工艺参数及其性能，为实际应用提供理论依据。

二、Al-Nd合金镀层的制备与性能研究1. 制备方法Al-Nd合金镀层的制备主要采用电镀法。

首先，对基材进行预处理，包括除油、除锈、活化等步骤。

然后，在电镀槽中加入含有Al和Nd离子的电解液，通过控制电流密度、温度、时间等参数，使Al和Nd在基材表面共沉积，形成Al-Nd合金镀层。

2. 性能分析Al-Nd合金镀层具有优异的耐腐蚀性、耐磨性和装饰性能。

通过实验对比，发现Al-Nd合金镀层的硬度、附着力、耐蚀性等性能均优于传统镀层。

此外，Al-Nd合金镀层还具有良好的高温稳定性，可在高温环境下保持较好的性能。

三、微弧氧化膜的制备与性能研究1. 制备技术微弧氧化膜的制备主要采用微弧氧化技术。

该技术利用电化学原理，在基材表面形成一层致密的氧化膜。

在制备过程中，通过控制电解液成分、电压、电流等参数，可调控微弧氧化膜的厚度和性能。

2. 性能分析微弧氧化膜具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

实验结果表明，微弧氧化膜的硬度、附着力、耐蚀性等性能均优于传统涂层。

此外，微弧氧化膜还具有良好的绝缘性能和热稳定性，可广泛应用于电子、航空、航天等领域。

四、工艺参数分析本文对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备过程中涉及的关键工艺参数进行了分析和讨论。

第1篇一、实验目的本实验旨在通过实验操作，掌握涂层制备的基本原理和工艺流程，了解不同涂层的特性和应用，并学会如何控制涂层的质量。

二、实验原理涂层是一种覆盖在物体表面的薄膜，具有保护、装饰、耐磨、防腐等功能。

本实验主要涉及溶剂型涂层和乳液型涂层的制备。

三、实验材料与仪器材料：1. 基材：金属板、塑料板等2. 溶剂：甲苯、丙酮、乙醇等3. 涂料树脂：聚乙烯醇、聚酯、丙烯酸等4. 添加剂：固化剂、颜料、分散剂等5. 水或溶剂：用于稀释和清洗仪器：1. 搅拌器2. 烘箱3. 真空烘箱4. 喷涂设备5. 干燥箱6. 天平7. 温度计8. 时间控制器四、实验步骤1. 涂料的制备：a. 根据配方，称取所需的各种材料。

b. 将涂料树脂与溶剂混合，搅拌均匀。

c. 加入颜料、分散剂等添加剂，继续搅拌均匀。

d. 根据需要，调整涂料的粘度。

2. 涂层的制备：a. 清洁基材表面，确保无油污、灰尘等杂质。

b. 将基材放入烘箱中预热至一定温度（如80℃）。

c. 使用喷涂设备将涂料均匀地喷涂在基材表面。

d. 等待涂层干燥，通常需在室温下放置一段时间（如24小时）。

e. 将干燥后的涂层放入烘箱中固化，温度和时间为涂料厂家推荐值。

3. 涂层的检测：a. 观察涂层外观，检查是否有气泡、裂纹、流淌等现象。

b. 使用硬度计测试涂层的硬度。

c. 使用划痕试验机测试涂层的耐磨性。

d. 使用盐水浸泡试验机测试涂层的耐腐蚀性。

五、实验结果与分析1. 涂层外观：实验中制备的涂层表面光滑、均匀，无气泡、裂纹、流淌等现象。

2. 涂层硬度：通过硬度计测试，涂层的硬度达到要求。

3. 涂层耐磨性：通过划痕试验机测试，涂层的耐磨性达到预期效果。

4. 涂层耐腐蚀性：通过盐水浸泡试验机测试，涂层的耐腐蚀性良好。

六、实验总结本实验成功制备了涂层，并对其性能进行了检测。

通过实验，我们掌握了涂层制备的基本原理和工艺流程，了解了不同涂层的特性和应用。

在实验过程中，需要注意以下几点：1. 涂料制备过程中，搅拌均匀是关键。

金属表面涂层材料的研发及应用近年来，金属表面涂层材料的研发及应用受到越来越多的关注。

随着科技的发展和进步，人类对材料的需求也变得越来越高。

金属表面涂层材料作为一种重要的材料，具有很多优点。

一、金属表面涂层材料的种类及特点金属表面涂层材料主要分为七类:化学镀层、电镀层、热浸镀层、热喷涂、冷喷涂、化学气相沉积及物理气相沉积。

这些涂层材料在不同的应用领域有着广泛的用途。

化学镀层是利用电化学方法，在表面形成具有一定厚度的金属层，常用的金属有铜、镍、铬等。

它的主要特点是成本低、易于操作、镀层能够紧密地附着于基体表面、能够在复杂的形状和制造工艺上得到应用。

电镀层是将金属离子在基体表面沉积，形成具有一定厚度的金属层。

电镀层包括镀铬、镀铜、镀镍等。

它的主要特点是制备工艺简单、具有良好的机械性能、密着性好、外观美观。

热喷涂是一种利用热能使金属粉末的凝结与基体表面结合而形成涂层的方法。

热喷涂具有优异的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能，可以用于航空航天、汽车零部件、机械制造等领域。

冷喷涂是将金属粉末通过高速气流喷射于基体表面，再与基体表面结合而形成的涂层。

冷喷涂具有良好的附着力、较高的密着性、低热影响区域、涂层光亮度好等特点。

化学气相沉积是指将化学反应气体通过加热的方法，使其在表面形成具有一定厚度的复杂陶瓷涂层。

化学气相沉积具有极高的硬度、高的热稳定性、优异的耐磨损及抗蚀性能，多用于制备高温工作零件。

物理气相沉积是指利用物理手段在表面形成具有一定厚度的陶瓷涂层或金属涂层。

物理气相沉积涂层具有较高的附着力、较高的硬度、较高的耐磨性，同时还具有抗高温、耐腐蚀、抗氧化等优良特性。

二、金属表面涂层材料的应用针对各种不同的应用领域，金属表面涂层材料的种类也各不相同。

下面我们来重点介绍一下几个常见的应用领域。

1、汽车领域：在汽车零部件上应用金属表面涂层材料，可以提高零部件的耐腐蚀性、耐磨性和抗高温性能。

2、航空航天领域：在航空航天领域，热喷涂、化学气相沉积等金属表面涂层材料能够提高船体的降阻性、减小摩擦系数，延长结构寿命。

钛合金表面涂层的制备及其性能研究随着科技和工业的不断发展，高性能材料的需求越来越大，钛合金作为一种优秀的材料被广泛应用于航空、航天、汽车、医疗等领域。

然而，钛合金的表面易受到氧化、腐蚀、磨损等因素的影响，这就需要通过涂层技术来改善其表面性能，延长材料的使用寿命，提高其在特定领域的应用价值。

本文旨在介绍钛合金表面涂层的制备及其性能研究，为相关领域的读者提供一定的参考。

一、钛合金表面涂层的分类钛合金表面涂层可以根据涂层材料的不同分类，大致可分为单层涂层和复合涂层两类。

单层涂层通常使用单一的材料或化合物，如硅化物、氮化物、碳化物等，可以提高钛合金的表面硬度、耐磨性和抗腐蚀性。

而复合涂层则是将不同的材料或化合物组合在一起，通常包括硬质相、润滑相、金属基体等，可以同时提高钛合金表面的机械性能和化学性能。

二、钛合金表面涂层的制备方法目前，制备钛合金表面涂层的方法主要包括物理气相沉积、化学气相沉积、溅射沉积、电化学沉积和喷涂等。

其中，物理气相沉积是最常用的技术之一，其基本原理是利用高能电子束、离子束、等离子体等将涂层材料直接沉积在钛合金表面，形成复合涂层。

化学气相沉积的原理是将金属有机化合物气体进行分解，生成金属离子和氧化物，然后与气体中的氢原子反应，最终生成涂层。

溅射沉积技术则是将涂层材料放置在真空室中，在离子轰击或电子轰击的作用下，将其析出并沉积在钛合金表面。

电化学沉积技术则是利用电化学反应，在钛合金表面形成涂层。

除了以上几种常用的制备方法以外，喷涂技术也被广泛应用于钛合金表面涂层的制备。

喷涂技术又可分为火焰喷涂、等离子喷涂、渐进尺寸喷涂等多种方式，适用于不同涂层材料和不同需求的应用场合。

三、钛合金表面涂层的性能研究钛合金表面涂层的性能研究涉及到多个方面，如机械性能、热学性能、化学稳定性、表面能等等。

在机械性能方面，涂层应具有足够的硬度、强度和韧性，以抵御外部因素的影响。

热学性能方面，则需要涂层具有良好的导热性和热稳定性，能够有效地抵御高温和低温的变化。

《Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能研究》篇一摘要：本文对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备方法、结构特点、性能及其应用进行了系统的研究。

通过实验，我们详细探讨了不同制备工艺对镀层及膜层的影响，并对其在抗腐蚀性、耐磨性以及电化学性能等方面的表现进行了评价。

研究结果表明，Al-Nd 合金镀层及微弧氧化膜的制备技术具有良好的应用前景。

一、引言随着现代工业的快速发展，对材料表面性能的要求越来越高。

Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜作为一种新型的表面处理技术，具有优异的抗腐蚀性、耐磨性以及良好的电化学性能，在航空、汽车、电子等领域具有广泛的应用前景。

因此，对Al-Nd合金镀层及微弧氧化膜的制备与性能进行研究具有重要的理论意义和实际应用价值。

二、Al-Nd合金镀层的制备与性能研究1. 制备方法Al-Nd合金镀层的制备主要采用电镀法。

通过调整电镀液中Nd元素的含量、电镀温度、电流密度等参数，可以控制镀层的成分和厚度。

2. 结构特点Al-Nd合金镀层具有优良的附着力和硬度，其微观结构表现为致密的金属间化合物层和扩散层。

这些结构特点使得Al-Nd合金镀层具有良好的抗腐蚀性和耐磨性。

3. 性能评价通过对Al-Nd合金镀层进行抗腐蚀性、耐磨性及电化学性能测试，我们发现其具有优异的性能表现。

在抗腐蚀性方面，Al-Nd合金镀层能够有效地抵抗各种腐蚀介质的侵蚀；在耐磨性方面，其硬度高、耐磨性好，能够有效地延长材料的使用寿命；在电化学性能方面，Al-Nd合金镀层具有良好的导电性和电化学稳定性。

三、微弧氧化膜的制备与性能研究1. 制备方法微弧氧化膜的制备主要采用微弧氧化技术。

通过在铝合金表面施加高电压，使表面产生微弧放电，从而在铝合金表面形成一层致密的氧化膜。

2. 结构特点微弧氧化膜具有多孔结构，其表面布满了微小的放电通道和孔洞。

这些孔洞和通道为氧化膜提供了丰富的活性表面，使其具有优异的抗腐蚀性和耐磨性。

3. 性能评价微弧氧化膜具有良好的抗腐蚀性、耐磨性和电绝缘性能。

材料研究与应用 2024，18（1）：106‐115Materials Research and ApplicationEmail ：clyjyyy@http ：// 金属基体表面超疏水涂层材料的制备及应用研究进展陈耀峰1,邵文鹏2,赵广宾1,杨凯军2,朱锦鹏2（1.东方绿色能源(河北)有限公司华中分公司，河南 郑州 450003； 2.郑州大学材料科学与工程学院，河南 郑州 450001）摘要： 金属材料因具有优异的综合力学性能，广泛应用于国防军工、工业装备制造等领域中。

由于应用环境复杂多变，金属基体材料很容易受到外界环境的影响而发生表面腐蚀和结冰等问题，从而导致关键装备的功能显著下降甚至失效。

为解决上述问题，国内外科研人员研发了在金属基体表面沉积超疏水涂层。

由于超疏水涂层材料表面通常具有水接触角超过150°和滚动角低于10°的特殊润湿表面特性，要达到超疏水性能，一般需要具备微纳米粗糙结构和低表面能物质修饰两个条件。

首先，介绍了制备超疏水涂层材料的常用方法，包括喷涂法、刻蚀法、模板法、沉积法等，并对主要优缺点进行了探讨。

然后，在不同制备方法的基础上，进一步探讨了超疏水涂层在防结冰、防腐蚀、减阻、自清洁等领域中有效应用。

最后，总结了近年来超疏水涂层材料技术的研究进展，并对未来超疏水涂层材料的研发方向进行了展望。

这些研究成果为金属材料在复杂多变的应用环境中提供了更可靠的保护措施，有望提升关键装备的性能和寿命。

关键词： 超疏水；微纳结构；低表面能；防结冰；防腐蚀；涂层；制备方法；润湿特性中图分类号：TG174.4 文献标志码： A 文章编号：1673-9981（2024）01-0106-10引文格式：陈耀峰，邵文鹏，赵广宾，等.金属基体表面超疏水涂层材料的制备及应用研究进展［J ］.材料研究与应用，2024，18（1）：106-115.CHEN Yaofeng ，SHAO Wenpeng ，ZHAO Guangbin ，et al.Research Progress on the Preparation and Application of Superhy‐drophobic Coating Materials on Metal Substrate Surface ［J ］.Materials Research and Application ，2024，18（1）：106-115.0　引言超疏水现象最早被发现，是由于荷叶特有的表层自清洁效应。

金属材料的表面涂层工艺研究第一章：引言在现代工业中，金属材料广泛应用于各行各业，然而，金属材料本身存在着一些问题，如易氧化、易腐蚀、低耐磨性等。

为了提高金属的使用寿命和性能，研究人员发展了许多表面涂层技术来改善金属材料的性能。

本文将重点研究金属材料的表面涂层工艺。

第二章：金属材料表面涂层的分类和特点2.1 表面涂层的分类根据涂层材料的不同，金属材料的表面涂层可以分为有机涂层、无机涂层和复合涂层。

有机涂层是将有机树脂材料喷涂在金属表面，可以提高金属的耐磨性和耐腐蚀性。

无机涂层是用无机材料或化合物制成的薄膜，可以提高金属的耐高温性和抗氧化性。

复合涂层则是将有机材料与无机材料相结合，以综合提高金属材料的性能。

2.2 表面涂层的特点金属材料的表面涂层具有以下几个特点：（1）耐腐蚀性：表面涂层可以阻止金属与外界环境中的腐蚀介质接触，从而提供了更长的使用寿命；（2）改善机械性能：表面涂层可以增加金属材料的硬度、耐磨性和抗刮擦性；（3）改善热性能：表面涂层可以提高金属的耐高温性和导热性能；（4）美观效果：表面涂层可以改变金属材料的外观，使之更美观。

第三章：常见的金属材料表面涂层工艺3.1 电镀电镀是一种通过电解的方式将金属离子沉积在金属表面的工艺。

它具有成本低、效果好、镀层均匀等优点，可以提高金属的耐腐蚀性和耐磨性。

常见的电镀方法包括镀铬、镀镍、镀锌等。

3.2 喷涂喷涂是将有机涂料均匀喷涂在金属表面的工艺。

喷涂具有简单、成本低、施工方便等特点，可以提高金属的耐腐蚀性、耐热性和耐磨性。

常见的喷涂材料包括聚氨酯漆、聚酯漆等。

3.3 真空镀膜真空镀膜是一种在真空环境下将金属蒸汽沉积在金属表面的工艺。

它能够制备出均匀、致密的薄膜，可以提高金属的耐氧化性和耐高温性。

常见的真空镀膜方法包括物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）等。

第四章：金属材料表面涂层工艺的发展趋势4.1 高效、环保随着环境保护意识的提高，金属材料表面涂层工艺越来越注重减少对环境的污染。

316L不锈钢表面激光熔覆Ni60合金涂层的工艺优化与性能研究目录一、内容描述 (2)1.1 研究背景 (2)1.2 研究意义 (3)1.3 国内外研究现状及发展动态 (5)二、实验材料与方法 (6)2.1 实验材料 (7)2.2 实验设备 (8)2.3 实验方法 (9)三、激光熔覆Ni60合金涂层的组织结构与性能分析 (10)3.1 组织结构分析 (11)3.2 性能测试 (12)四、工艺优化与性能关系研究 (14)4.1 激光功率对涂层性能的影响 (15)4.2 熔覆速度对涂层性能的影响 (16)4.3 Ni60合金粉末粒度对涂层性能的影响 (16)4.4 焊接参数对涂层性能的影响 (18)五、最佳工艺参数确定与验证 (19)5.1 最佳激光熔覆工艺参数的确定 (20)5.2 最佳工艺参数下的涂层性能验证 (21)5.3 工艺优化后的经济性和环保性分析 (22)六、结论与展望 (23)6.1 研究成果总结 (24)6.2 存在问题与不足 (26)6.3 后续研究方向与应用前景展望 (27)一、内容描述本研究旨在通过优化激光熔覆工艺参数，实现316L不锈钢表面Ni60合金涂层的制备与性能提升。

我们首先对316L不锈钢进行预处理，以去除表面杂质和氧化层。

采用高功率YAG激光器对预处理后的不锈钢表面进行熔覆处理，同时将Ni60合金粉末均匀铺设在激光束扫描的区域。

在激光熔覆过程中，我们重点关注了激光功率、扫描速度、送粉速率等关键参数对涂层质量的影响。

通过调整这些参数，我们得到了具有不同微观结构和性能的Ni60合金涂层。

我们还对涂层的截面形貌、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能指标进行了系统测试。

通过对实验数据的分析，我们揭示了激光熔覆工艺参数对Ni60合金涂层性能的显著影响规律，并找到了优化涂层性能的方法。

本研究不仅为316L不锈钢表面Ni60合金涂层的制备提供了理论依据和实验指导，而且对于推动高性能材料在工业领域的应用具有重要意义。

金属材料表面涂层的研究与应用引言金属材料表面涂层的研究与应用一直是材料科学领域的热门研究方向之一。

金属材料的表面涂层可以改善材料的性能和使用寿命，并扩展其应用领域。

本文将从涂层种类、涂层制备技术以及涂层的应用范围等方面进行探讨。

一、涂层种类1. 金属薄膜涂层金属薄膜涂层是一种常见的涂层种类，它可以通过物理气相沉积（PVD）或化学气相沉积（CVD）等方法制备。

金属薄膜涂层可以提高材料的耐腐蚀性、硬度和耐磨性，广泛应用于工具、汽车零部件和电子设备等领域。

2. 陶瓷涂层陶瓷涂层是一种常用的高温涂层，它可以提供良好的耐高温和耐腐蚀性能。

常见的陶瓷涂层材料包括氧化铝、氧化锆和碳化硅等。

陶瓷涂层广泛应用于航空航天、燃气涡轮和热能转换等领域。

3. 有机涂层有机涂层是一种以有机化合物为基础的涂层种类，它可以提供良好的耐腐蚀性和装饰性能。

有机涂层通常通过涂覆、浸渍或喷涂等方法施工在金属表面。

有机涂层广泛应用于建筑、汽车和电子产品等领域。

二、涂层制备技术1. 物理气相沉积（PVD）物理气相沉积是一种通过蒸发或溅射等方法在金属表面形成涂层的技术。

常见的PVD技术包括磁控溅射、电子束蒸发和激光蒸发等。

PVD制备的涂层具有高纯度、致密性好和粘附性强的特点。

2. 化学气相沉积（CVD）化学气相沉积是一种通过化学反应在金属表面形成涂层的技术。

常见的CVD技术包括低压CVD和热CVD等。

CVD制备的涂层可以控制成分和结构，具有良好的化学稳定性和高温稳定性。

3. 溶液法涂层溶液法涂层是一种通过将溶液中的活性物质浸渍到金属表面形成涂层的技术。

常见的溶液法涂层包括热浸渍、阳极氧化和化学镀等。

溶液法涂层具有制备成本低、适用范围广的优点。

三、涂层的应用范围1. 耐磨涂层耐磨涂层是一种常见的应用涂层，它可以提高金属材料的耐磨性能。

耐磨涂层广泛应用于工具、模具和机械零件等领域。

常见的耐磨涂层材料包括碳化钨、碳化钛和氮化硅等。

2. 防腐蚀涂层防腐蚀涂层是一种用于保护金属材料免受腐蚀的涂层。

316L不锈钢表面耐高温氧化涂层的制备与性能樊新民;任小敏【摘要】采用溶胶-凝胶法,以异丙醇铝为前驱体制备Al2O3溶胶,浸渍提拉后800℃下真空烧结,在316L奥氏体不锈钢表面制备出无裂纹的Al2O3涂层,研究涂层层数对316L奥氏体不锈钢高温抗氧化性能的影响.通过XRD和DSC对干凝胶粉末进行分析,并使用SEM研究Al2O3涂层表面形貌特征.涂层的高温抗氧化性能则使用氧化称重法来表征,对比有涂层试样和空白试样在高温氧化环境中的增重比.结果表明:制备出的涂层Al2O3颗粒均匀细小,有效阻止了氧化的进程,提拉3次制备的涂层的抗高温氧化效果最佳,在800℃使用的情况下至少延缓氧化时间165 h.【期刊名称】《材料科学与工艺》【年(卷),期】2014(022)001【总页数】5页(P105-109)【关键词】溶胶-凝胶法;316L不锈钢;浸渍提拉;Al2O3涂层;高温氧化【作者】樊新民;任小敏【作者单位】南京理工大学材料科学与工程学院,南京210094;南京理工大学材料科学与工程学院,南京210094【正文语种】中文【中图分类】TG174.45316L不锈钢是为改善耐腐蚀性能而发展出的一种超低碳奥氏体不锈钢，具有优良的耐腐蚀性能，广泛用于石油、化工、生物领域中［1-2］.但该钢只能在800℃以下连续使用，而在更高温度氧化环境中无法长时间工作［3］，随着高端科技的发展，对其高温抗氧化性能提出更高要求［4］.溶胶-凝胶法制备氧化物陶瓷涂层是一种有效的保护钢铁材料、延长材料在氧化或者腐蚀等恶劣环境寿命的途径［5-7］.目前在316L不锈钢表面制备高温抗氧化涂层的研究鲜有报道.溶胶-凝胶法作为制备陶瓷涂层的一种方法，具有可在大面积或任意形状的基体上成膜，在多元组分体系中化学均匀性可达分子水平，反应过程可实现精确控制，并且掺杂范围宽，易于改性等优势［8］，相比于 CVD、PVD等方法简单易行，设备成本低.溶胶的制备过程对涂层的性能有很大影响，其微观结构，如微粒大小极大的影响了涂层的烧结温度和阻隔腐蚀介质的性能［7，9］.用溶胶-凝胶法制备表面涂层时，很多文献都追求提高涂层的厚度，认为厚度达到一定的程度时，涂层的抗氧化、耐腐蚀等性能会提高，为了达到期望厚度值，会采用提高溶胶粘度［10-11］、增加层数［12］等方法，得到厚度为1～6 μm 的涂层，这种方法在短期内能有效隔绝基体与外界氧化腐蚀介质，但同时会导致涂层厚度不均匀，与基体结合力差，易产生裂纹并脱落等问题，并且耗时长，不利于工业化大规模生产.本文采用溶胶-凝胶法，以异丙醇铝为前驱体，与水按一定比例混合，在恒温水浴中水解，加入作为胶溶剂的HNO3得到勃姆石(γ-AlOOH)溶胶，使用浸渍提拉法，在316L不锈钢表面制备了Al2O3涂层，并对不同层数的涂层表面形貌以及高温抗氧化性能进行研究.1 实验1.1 基体预处理实验用316L不锈钢化学成分为:0.032C，16.48Cr，10.31Ni，2.12Mo，1.11Mn，0.70Si，余量Fe.试样尺寸为15 mm×15 mm×1 mm.试样表面经不同规格的砂纸依次磨至600#，随后分别放入去污剂、乙醇中超声波清洗，最后在80℃热脱脂并干燥.1.2 溶胶制备采用异丙醇铝(Al(iso-OC3H7)3)为前驱体，加入过量去离子水，在90℃恒温水解2 h，并伴以电动搅拌，整个过程敞口，水量过少时添加至足量，最终保持摩尔比Al(iso-OC3H7)3∶H2O=1∶100.随后缓慢滴入胶溶剂HNO3，调节pH值至2，继续搅拌1 h，将得到的溶胶放入恒温水浴锅中，70℃下回流老化24 h，得到稳定澄清的勃姆石溶胶.将溶胶密封置于室温未控制湿度的环境中，具有很高的稳定性，放置6个月，没有出现沉淀、粘度升高或者凝胶化等现象.1.3 涂层制备涂层的涂覆方法主要有浸涂法、喷涂法、旋转法、电泳法，其中最简单和应用最广泛的是浸涂法，也称浸渍提拉法［13］.本文采用浸渍提拉法，将备用的基体试样固定在浸渍提拉仪上，调节升降速度为10 mm/min，浸渍时间为300 s.每次浸渍提拉结束后，将试样放入100℃干燥炉中干燥30 min.按照试验的设计，分别制备出1层、3层、6层涂层、15层的试样.在基体上涂覆溶胶后，需要经干燥并烧结，除去干凝胶中残留的有机溶剂等，最后得到致密无裂纹的涂层.将试样放入真空管式炉中，加热升温速度为5℃/min，为防止加热中涂层开裂，先加热至300℃保温60 min，然后加热至800℃保温60 min，之后随炉冷却，最终得到均匀无裂纹的涂层.1.4 样品性能表征溶胶的性能检测采用德国Bruker D8 ADVANCE型X射线衍射仪，对干凝胶粉末进行分析，扫描参数为:Cu靶(Kα1)，管流40 mA，管压40 kV，扫描角度范围为10°～80°.为了确定涂层的烧结温度等，对干凝胶粉末进行了DSC测试，得到DTA和TG曲线.涂层表面形貌采用扫描电镜观察.采用非连续称重法表征涂层的高温抗氧化性能，得到时间-增重曲线.将样品置于干燥的坩埚，放入马弗炉中，气氛为静态空气，氧化温度为800℃，每10 h左右取出坩埚，并在室温冷却10 min至室温，用镊子夹取出试样，使用精度为10-4g的电子天平称量，共氧化165 h，确定氧化速度.在同样的实验条件下，每2 h取出试样一次，每次取出以同样的方法室温冷却10 min并称量，循环36次，检验涂层的抗热震性能.2 结果与讨论2.1 溶胶性能表征为了制成高质量的涂层，溶胶必须达到一定的粘度、稳定度、颗粒度.溶胶粘度过高或过低都难以得到好的涂层.若粘度过低，得到的涂层厚度太薄，无法起到保护基体免于腐蚀氧化等侵蚀;若粘度过高，单层涂层厚度过大，烧结过程中，凝胶失水过多，涂层在垂直于基体表面方向的收缩力大于涂层与表面的附着力，容易导致开裂并脱落.经台阶仪测试，3层涂层的厚度为300 nm左右，属于较为适合的厚度范围.图1为制备出的溶胶在120℃烘干并研磨后得到的干凝胶粉末的扫描电镜照片，由图1(a)中可见研磨后的粉末，为团聚颗粒，图1(b)则是单个颗粒的表面形貌，可见粉末颗粒是由粒径大小在几至几十纳米级的小颗粒组成，表明所得的溶胶中粒子细小均匀，这对于涂层的致密性至关重要，说明溶胶性能达到预期效果.从上述分析已知干凝胶成分为勃姆石，对粉末进行DSC分析，得到TG-DSC曲线，升温速度设为10 K/min，得到的曲线如图2所示.由TG曲线可知，在整个升温过程中，干凝胶的初始质量为10.466 mg，到500℃左右质量变为6.120 mg，随后曲线趋于平稳，质量变化率，即剩余质量占原质量的比率(1-Δm/m0)为58.5%.在75℃有一个尖锐的吸热峰，这是干凝胶中的溶剂水和异丙醇铝水解形成的异丙醇在75℃左右吸收热量缓慢挥发引起.在274℃和506℃附近有两个较为平缓的放热峰，分别是粉末失去化学结合水和其中残留的一部分有机基团的燃烧造成.506℃后，将TG和DSC曲线结合分析，TG和DSC曲线均趋于水平，说明粉末已经没有质量损失和增加，也没有明显的吸放热，表明506℃以后勃姆石已经转化成Al2O3，其后的升温主要是对Al2O3的晶型变化产生影响.从800℃附近开始，DSC曲线有上升趋势，开始放热，而TG曲线基本保持水平，粉末样品的质量几乎没有变化，主要是因为Al2O3在800℃附近发生了晶型转变.图1 干凝胶粉末SEM照片通过XRD物相分析，由图2可以看出，所有的特征峰均为勃姆石(AlOOH)，无其他物质的峰存在，所得溶胶纯度高.图2 干凝胶粉末的XRD谱图从上述分析已知干凝胶成分为勃姆石，对粉末进行DSC分析，得到TG-DSC曲线，升温速度设为10 K/min，得到的曲线如图3所示.由TG曲线可知，在整个升温过程中，干凝胶的初始质量为10.466 mg，到500℃左右质量变为6.120 mg，随后曲线趋于平稳，质量变化率，即剩余质量占原质量的比率(1-Δm/m0)为58.5%.在75℃有一个尖锐的吸热峰，这是干凝胶中的溶剂水和异丙醇铝水解形成的异丙醇在75℃左右吸收热量缓慢挥发引起.在274℃和506℃附近有两个较为平缓的放热峰，分别是粉末失去化学结合水和其中残留的一部分有机基团的燃烧造成.506℃后，将TG和DSC曲线结合分析，TG和DSC曲线均趋于水平，说明粉末已经没有质量损失和增加，也没有明显的吸放热，表明506℃以后勃姆石已经转化成Al2O3，其后的升温主要是对Al2O3的晶型变化产生影响.从800℃附近开始，DSC曲线有上升趋势，开始放热，而TG曲线基本保持水平，粉末样品的质量几乎没有变化，主要是因为Al2O3在800℃附近发生了晶型转变.图3 勃姆石干凝胶粉末的DSC曲线图4为对干凝胶粉末按照涂层热处理相同的热处理制度下热处理后所得粉末的XRD谱图.从图中可以看出，经过热处理后，粉末的主要成分从勃姆石(AlOOH)变为γ-Al2O3、δ-Al2O3及少量η-Al2O3.图4 干凝胶粉末经煅烧后的XRD谱图2.2 涂层表面形貌图5为热处理密实化后得到的不同层数Al2O3涂层表面形貌SEM照片.图5(a)(b)(c)分别为涂覆1层、3层、15层后得到的涂层.图5(a)中1层涂层平整无裂纹，可见颗粒状结构特征，且颗粒细小均匀，但有小幅起伏，可能是由砂纸打磨后留下的划痕所致.图5(b)中在均匀颗粒状的涂层表面偶见白色大颗粒，为部分溶胶在浸渍提拉后聚集而成的小胶滴干燥后形成的二次粒子，这种现象在图5(c)中表现得更为明显，整个涂层表面布满此类颗粒.从图5(a)(b)(c)的渐变趋势看出，有越来越多的溶胶在已有涂层表面凝结，形成二次粒子，而没有用于成膜，对照Stephane Parola等的实验结果，涂层数从1增加至3层的过程中，单层增加量逐渐减小，可能正是由于在层数增加的过程中，表面形成的二次粒子越来越多，成膜的效率降低.这表明，随着涂层层数增加，涂层厚度也随之增加，但是增加速度越来越小，因为有部分溶胶在成膜过程中形成二次粒子，且层数越多，二次粒子越多.图5 不同层数的涂层扫描电镜照片另外，表面的二次粒子还会对涂层产生有害影响，因为二次粒子是由Al2O3干凝胶组成，在高温下膨胀系数较大，而粒子与涂层相连，如同楔子嵌入涂层，受热膨胀后可能将涂层撑破，产生裂纹，不能阻隔外界的氧化物质侵蚀基体，导致涂层抗氧化性能失效.2.3 涂层高温抗氧化性能图6是316L不锈钢为基体的带Al2O3涂层层数分别为1、3、6时的样品以及不锈钢裸样在800℃，空气气氛条件下恒温氧化165 h以及循环氧化36次的氧化增重曲线.从图6(a)恒温氧化曲线看出，裸样和涂层试样在开始阶段均有小幅增重，随后裸样和涂层试样便出现极大差别.由于316L不锈钢不能在800℃以上长期连续服役，裸样在前10 h中质量增加值大于所有涂层试样，并且可见金属光泽消失，表面氧化发黑，可见氧化膜脱落，增重值变为负值，从20 h直至50 h时段，质量开始上升，说明新裸露出来的表面又被氧化，试样再次出现氧化增重，后面的过程如此重复，曲线呈现阶梯状，整个过程在剥落和氧化竞争的机制中进行.相比于裸样，涂层试样整个过程质量较为稳定，只有单层涂层的试样在150 h附近开始出现剥落，根据观察，单层涂层在100 h左右表面即发黑暗哑，明显开始有氧化迹象，表明单层涂层相比于多层涂层抗氧化有效时间较短，没有多层涂层抗氧化持久.对比涂层为3层和6层的试样，在整个氧化过程中3层试样的增重比6层低，表明3层抗氧化保护性能优于6层试样.此结果与文献［14］中随着涂层厚度的增加，氧化速率Kp先减小后增大相符，抗氧化效果并不是随着厚度增加而提高.试验结果表明，3层涂层在恒温氧化过程对基体的防护效果最佳.循环氧化曲线如图5(b)所示，经过常温-800℃循环36次后涂层试样质量几乎没有变化，而裸样在10 h左右即开始氧化严重并且剥落，质量急剧下降.结果说明涂层的抗热震性能很好.图6 涂层试样和裸样在800℃氧化增重曲线3 结论1)采用溶胶-凝胶法，制备出澄清稳定的溶胶后，以浸渍提拉法制备涂层.当涂层的层数不同时，得到的涂层表面形貌也有所差异，从SEM照片可见随着层数的增加，表面出现的二次粒子越多，溶胶的利用率下降.2)对试样进行氧化动力学实验，从恒温氧化和循环氧化的结果可见，相比于裸样，涂层对样品的保护效果很明显.3)适量的涂层层数可以有效防止氧化，1层涂层时，抵抗不住持久的氧化，在165 h时已经开始氧化剥落，而涂层层数多时经济效益不明显，并且表面的二次粒子可能会对涂层有伤害.3层涂层时制备周期相对较短，抗氧化效果佳.参考文献:［1］梁潞华.304、304L、316、316L在化工容器上的应用［J］. 化学工程与装备，2009，2:54-55，62.LIANG Luhua.The applications of 304、304L、316、316L in chemical containers［J］. 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涂层材料的表面性能与制备研究涂层材料是一种常见的工业材料，具有保护和装饰作用。

涂层材料的表面性能与制备工艺密切相关，对于涂层材料的研究与改进至关重要。

一、涂层材料的表面性能涂层材料的表面性能是指涂层材料在不同环境条件下的反应和性能表现。

涂层材料的主要表面性能包括耐磨擦性、耐腐蚀性、耐高温性、耐候性、抗静电性等。

这些性能的好坏直接关系到涂层材料的使用寿命和效果。

涂层材料的耐磨擦性是指涂层在受到磨擦时能否耐久不损。

制备高耐磨擦性涂层的方法包括使用高分子材料、添加耐磨剂、改变制备工艺等。

耐腐蚀性则是涂层能否经受腐蚀性介质的侵蚀。

提高涂层的耐腐蚀性可以采用合金化、添加酸碱中和剂等方法。

耐高温性是指涂层能否在高温条件下维持其性能。

该性能的提升可通过改变涂层的矿化剂和添加耐高温材料等实现。

耐候性是指涂层在外部环境中能否保持稳定性能。

提高耐候性可通过使用合适的稳定剂和添加光稳定剂等方式。

二、涂层材料的制备研究涂层材料的制备研究是指对涂层材料的制备工艺和方法进行研究，以提高涂层材料的性能和效果。

常见的涂层材料制备方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、溶胶凝胶法等。

物理气相沉积是指通过在真空环境下，使固态物质通过蒸发或离子轰击等方式形成气态物质，然后经过各种方式在基板上形成薄膜涂层。

这种方法制备的涂层膜具有较高的致密性和纯度。

常见的物理气相沉积方法有热蒸发、激光熔蒸发和磁控溅射等。

化学气相沉积是指通过气相中的化学反应使薄膜材料在基板上形成。

该方法具有制备工艺简单、适用范围广等优点。

常见的化学气相沉积方法有化学气相沉积、化学气相析出等。

溶胶凝胶法是指通过溶胶凝胶反应，在液相中形成凝胶，然后通过热处理、燃烧等方式形成涂层。

这种方法制备的涂层膜具有较高的纯度和致密性。

溶胶凝胶法可以制备多种涂层材料，如氧化物、金属等。

涂层材料的制备研究还需要考虑到涂层的附着性、均匀性、厚度控制等因素。

这些因素关系到涂层的性能和使用效果。

总结起来，涂层材料的表面性能与制备工艺密切相关。

超级马氏体不锈钢的微弧氧化涂层制备与性能研究超级马氏体不锈钢是一种新型的高强度、高韧性不锈钢材料，其具有优良的耐磨性和抗腐蚀性。

然而，在某些特定的工作环境下，其耐蚀性仍有待进一步提高。

为了增强超级马氏体不锈钢的耐蚀性和表面硬度，研究者们开始关注利用微弧氧化涂层技术进行表面处理。

微弧氧化涂层是一种在金属表面生成陶瓷涂层的技术，其通过在表面产生微弧放电进行阳极氧化，制备出坚固的氧化层。

这种涂层具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和绝缘性能，可有效增强材料的表面硬度和抗腐蚀性能。

因此，微弧氧化涂层在超级马氏体不锈钢的改性中具有广泛的应用前景。

制备超级马氏体不锈钢的微弧氧化涂层是一个复杂的过程，其主要包括预处理、电弧击穿、氧化层形成和后处理等步骤。

首先，通过机械打磨和超声波清洗等预处理方法，去除表面的氧化物和污染物，以保证涂层与基材的良好结合。

接下来，使用特定的电弧击穿技术，在预处理后的材料表面产生微弧放电。

通过调节电压、电流和处理时间等参数，可以控制氧化层的厚度和成分。

制备出的超级马氏体不锈钢微弧氧化涂层具有一系列优异的性能。

首先，涂层具有高硬度和良好的耐磨性，可以有效抵抗外界环境中的磨损和划伤。

其次，涂层具有较高的耐腐蚀性，能够在强酸、强碱和盐水等恶劣环境中保持良好的表面状态。

此外，涂层还具有良好的绝缘性能，可以在一定程度上减少电化学腐蚀反应的发生。

除了以上的优点，超级马氏体不锈钢微弧氧化涂层还存在一些不足之处。

首先，由于微弧放电过程中金属表面的高温和放电离子的能量，容易导致氧化层中的晶体结构发生变化，从而影响涂层的力学性能。

其次，在微弧氧化涂层的制备过程中，由于放电反应的瞬时性和不可逆性，难以精确控制涂层的厚度和成分。

因此，进一步的研究和优化仍然是必要的。

为了进一步提高超级马氏体不锈钢微弧氧化涂层的性能，研究者们可以从以下几个方面进行探索。

首先，优化涂层制备工艺参数，如电压、电流和处理时间等，以获得更加均匀和稳定的涂层。

《高性能水性金属防腐涂料的制备及性能研究》摘要：随着现代工业技术的不断发展和环境保护意识的增强，对金属防腐涂料的需求逐渐增大。

本论文针对高性能水性金属防腐涂料的制备及性能进行了深入研究，通过优化配方和改进制备工艺，成功制备出一种具有优异防腐性能的涂料。

本文首先介绍了研究背景和意义，然后详细阐述了实验材料和方法、实验结果及分析，最后对研究结果进行了总结和展望。

一、研究背景及意义金属防腐涂料是保护金属材料免受腐蚀的重要手段之一。

随着工业技术的快速发展和环保要求的提高，传统溶剂型防腐涂料已无法满足市场需求。

因此，开发具有优异防腐性能、环保无害的高性能水性金属防腐涂料显得尤为重要。

本研究的目的是通过制备高性能水性金属防腐涂料，提高金属材料的耐腐蚀性能，延长其使用寿命，同时为环保事业做出贡献。

二、实验材料和方法1. 实验材料实验所需材料包括树脂、颜料、添加剂、溶剂等。

其中，树脂是涂料的成膜物质，对涂料的性能起着关键作用。

颜料可提高涂层的耐候性、遮盖力等性能。

添加剂包括防腐剂、流平剂、消泡剂等，用于改善涂料的性能。

溶剂主要起到调节涂料粘度和分散颜料的作用。

2. 实验方法（1）配方设计：根据实际需求，设计出适合的涂料配方。

（2）制备工艺：将各组分按照一定比例混合，经过研磨、分散、调色等工艺步骤，制备出涂料。

（3）性能测试：对制备出的涂料进行性能测试，包括耐盐雾性、附着力、柔韧性等。

三、实验结果及分析1. 制备工艺优化通过调整配方中各组分的比例和制备工艺参数，成功制备出具有优异性能的高性能水性金属防腐涂料。

优化后的制备工艺包括选择合适的树脂、颜料和添加剂，以及调整研磨、分散、调色等工艺参数。

2. 性能测试结果（1）耐盐雾性：经过多次耐盐雾性测试，本研究所制备的高性能水性金属防腐涂料表现出优异的耐腐蚀性能。

在规定的测试时间内，涂层未出现明显的腐蚀现象。

（2）附着力：涂层的附着力是衡量涂料性能的重要指标之一。

本研究所制备的涂料具有良好的附着力，可与金属基材紧密结合，防止涂层脱落。

铝合金的表面涂层技术研究铝合金作为一种优良的金属材料，广泛应用于汽车、高速列车等交通工具、电子产品以及建筑等领域。

但是，铝合金的表面通常会经受多种因素的侵蚀，从而导致其使用寿命缩短。

因此，为了提高铝合金的耐蚀性和使用寿命，表面涂层技术成为了解决问题的一个重要途径。

1. 铝合金表面涂层的类型铝合金表面涂层分为有机涂层和无机涂层。

有机涂层主要包括涂料涂层和电泳涂层。

涂料涂层通过涂覆在铝合金表面的涂层，形成形态多样、颜色漂亮、防腐蚀和保护表面的效果。

电泳涂层则利用电荷的分离原理，在铝合金表面形成一层均匀、致密、耐腐蚀的涂层。

无机涂层则主要包括电化学氧化涂层、阳极氧化涂层和磷化涂层等。

电化学氧化涂层是利用电解池的方法，在铝合金表面形成一层具有良好硬度和耐腐蚀性的氧化膜。

阳极氧化涂层是通过电解腐蚀铝合金表面，在表面生成致密、均匀、有机色的氧化层。

磷化涂层则是利用铝合金表面的化学反应，在表面形成一层均匀、细密、致密的磷酸盐涂层，抵抗着蚀、耐磨。

2. 微弧氧化技术微弧氧化（MAO）技术是一种新型的表面涂层技术，是将直流脉冲电源连接在两个电极上，通过高电压脉冲放电，在铝合金表面产生放电等离子体，使铝合金表面表面氧化，形成一层陶瓷膜。

MAO技术可以制备出均匀、致密、耐腐蚀的涂层。

MAO技术的涂层硬度比阳极氧化技术制备的涂层硬度高出2-3倍，使得铝合金表面具有很好的防腐蚀、耐磨、抗硫酸盐、耐高温等性能。

另外，MAO的涂层还具有较好的导电性、绝缘性、陶瓷化特征，适用于微电子学和真空技术领域。

3. 高温涂层技术高温涂层技术是将高温下所应用的特殊难溶化、耐氧化能力超强的材料进行涂层保护，制备出一层具有高温防护的层状结构。

常用的高温耐蚀涂层有铝基、铬基、镍基、纳米陶瓷等。

铝基涂层主要是以氧化铝（Al2O3）和铝硅氧为主要原料，采用火炬喷涂技术，制备出一层均匀、致密的高温防蚀涂层。

铬基涂层则采用位置高温热喷涂技术，可以提高铝合金的耐热、耐腐蚀及抗氧化能力。

金属表面涂层处理一、引言金属表面涂层处理是一种常见的工艺，它可以改善金属材料的性能，增加其使用寿命，并提升产品的质量和价值。

本文将从涂层的定义、作用、种类、制备方法和应用领域等方面进行探讨。

二、涂层的定义和作用涂层是指将一层材料覆盖在金属表面的工艺。

涂层可以起到保护金属表面免受环境腐蚀和磨损的作用，同时还可以改善金属材料的外观和功能。

涂层可以提供防腐、防氧化、防磨损、导热、导电、隔热等特性，使金属材料在各种环境下都能够稳定运行。

三、涂层的种类涂层可以根据其成分和性质的不同进行分类。

常见的涂层种类包括：防腐涂层、防氧化涂层、抗磨涂层、导热涂层、导电涂层、隔热涂层等。

这些涂层可以根据具体的应用需求选择，以达到最佳的效果。

四、涂层的制备方法涂层的制备方法多种多样，常见的方法包括：物理气相沉积、化学气相沉积、物理气相沉积、喷涂、浸渍等。

不同的制备方法适用于不同的涂层材料和应用场景。

制备涂层时需要考虑材料的附着力、均匀性、厚度控制等因素，以保证涂层的质量和效果。

五、涂层的应用领域涂层广泛应用于各个领域，包括航空航天、汽车制造、建筑、电子、医疗器械等。

例如，在航空航天领域，涂层可以提供飞机表面的防腐和耐高温性能，同时还可以减少飞机的空气阻力，提高燃油效率。

在汽车制造领域，涂层可以提供车身的防腐和耐磨性能，同时还可以改善车辆的外观和舒适性。

六、涂层处理的优势和挑战涂层处理具有许多优势，如提高产品的质量和价值、延长使用寿命、改善外观和功能等。

然而，涂层处理也面临一些挑战，如涂层层间结合力、制备工艺复杂性、成本等方面的问题。

因此，在涂层处理过程中需要综合考虑材料选择、制备方法、涂层质量控制等因素。

七、结论金属表面涂层处理是一种重要的工艺，可以改善金属材料的性能和功能，提高其使用寿命，并广泛应用于各个领域。

在涂层处理过程中，需要选择适合的涂层种类和制备方法，以达到最佳的效果。

同时，涂层处理也需要解决一些挑战，以提高涂层质量和降低成本。

金属陶瓷因既具备金属材料优异的强度、高温导热性和热稳定性，又具备陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀等特性而广泛用于制造切削刀具。

金属陶瓷耐磨性和硬度不足的问题限制了其应用范围，在其表面制备硬质涂层可以解决这一问题，但是涂层的结合强度弱,易剥落。

介绍了硬质涂层的制备方法、涂层与基体结合强度的影响因素，阐述了提高硬质涂层结合强度的方法，最后对金属陶瓷表面硬质涂层的制备技术及结合强度的提高进行了展望。

1制备方法1.1 液相沉积法液相沉积法是20世纪80年代由发明的一种制备氧化物涂层的方法，是一种在过饱和溶液中自动分离结晶的工艺；该方法生产流程简单，耗费少，可再生性好，可生产的氧化物涂层种类多。

液相沉积法可从原位上对前驱体覆膜，可在各种气氛中利用加热、照明、掺杂等后处理过程使覆膜功能化。

近年来，利用液相沉积法制备的金属氧化物涂层越来越受到人们重视，目前主要应用于集成电路、金属-氧化物半导体、生物传感器、光催化和抗菌等方面。

应用广泛的电化学沉积技术也属于液相沉积法的一种，通过在强电场影响下使电解质溶液中的正负离子转移，在阴极表层进行氧化还原过程，从而产生镀层。

可选择将导电性较差的有机溶剂、水溶液、熔融盐等作为电解液，对基体表层进行电沉积以制备多种不同形式和聚集态的物质。

在高压电流下产生的大电荷会导致含碳有机溶液极化、电离，所产生的含碳物质会与高压阴极表层发生电化学反应而产生“碳碎片”，经扩张形成薄膜。

电化学沉积技术具有仪器和工艺简单、膜层厚度容易控制的特点。

1.2 气相沉积法1.2.1 化学气相沉积技术化学气相沉积技术是先将化工反应室通入各种气体，在化工反应室的衬底表面上或在含碳气相物质中，利用气态或蒸气态物质在气相或气/固界面上进行物理化学反应而析出固相化合物，并沉积到基体上形成固态沉积物的方法。

化学气体主要包括能够形成薄膜元素的气态化学反应剂和液体反应溶剂的蒸气，以及发生物理化学反应的其他化学气体。

金属陶瓷表面硬质涂层的组成、与基体结合强度和物理性能会受到输送物料、气体特性、基体材料类型、基体表面状况、温度分布等因素的影响。

DOI: 10.19289/j.1004-227x.2021.01.004 PET表面金属银涂层的制备与性能陈德馨1, 3，周明强2，康志新2, *（1.暨南大学先进耐磨蚀及功能材料研究院，广东广州510632；2.广东省金属新材料制备与成形重点实验室，华南理工大学机械与汽车工程学院，广东广州510641；3.暨南大学韶关研究院，广东韶关512027）摘要：以聚对苯二甲酸乙二酯(PET)为基体，基于化学刻蚀和敏化处理的表面改性，采用双组分喷涂法在改性基体表面制备了高性能的银涂层。

改变喷涂过程中银氨溶液和还原溶液的浓度以及喷涂次数，研究它们对银涂层的微观形貌、宏观形貌、沉积量和光学常数的影响，考察了最佳喷涂条件下所得银涂层的成分和性能。

结果表明：化学刻蚀后表面产生大量凹坑，敏化处理后基体表面的水接触角降低至20.3°；当银氨溶液的AgNO3浓度为0.1 mol/L，还原溶液中乙二醛和三乙醇胺的体积分数分别为50 mL/L和10 mL/L时，喷涂30次所得银涂层颗粒呈细圆状，且均匀致密地排列在一起。

该银涂层的厚度在350 nm左右，电阻率约为7.07 μΩ·cm(仅是块体银的4.5倍)，表面粗糙度为17.8 nm，在可见光区和红外光谱区的平均反射率分别高达93.31%和99.45%。

化学改性和敏化处理可以极大改善基体表面特性，为后续喷涂金属离子的吸附和还原提供条件，采用双组分喷涂法制备的银涂层具有优异的导电性能和光学性能。

关键词：聚对苯二甲酸乙二酯；改性；双组分喷涂；银涂层；导电性；光学中图分类号：TG174.4 文献标志码：A 文章编号：1004 – 227X (2021) 01 – 0014 – 10Preparation and properties of metallic s ilver coating on PETCHEN Dexin 1, 3, ZHOU Mingqiang 2, KANG Zhixin 2, *( 1. Guangdong Key Laboratory for Advanced Metallic Materials Processing, School of Mechanical & Automotive Engineering, South China University of Technology, Guangzhou 510632, China;2. Institute of Advanced Wear & Corrosion Resistant and Functional Materials, Jinan University, Guangzhou 510632, China;3. Shaoguan Research Institute of Jinan University, Shaoguan 512027, China)Abstract: High-performance silver coatings were prepared via two-component spraying on the surface of PET (polyethylene terephthalate) modified by chemical etching and sensitizing. The effects of the concentrations of ammoniacal silver solution and reductant solution as well as the number of spraying passes on the micro-morphology, appearance, silver deposition amount, and optical constants of silver coating were studied. The composition and properties of the silver coating sprayed under optimized conditions were examined. The results showed that a lot of corrosion pits were formed on PET surface after chemical etching, and the contact angle of the sensitized PET surface to water was reduced to 20.3°. The silver coating prepared with 0.1 mol/L of AgNO3in ammoniacal silver solution as well as 50 mL/L of C2H2O2and 10 mL/L N(CH2CH2OH)3 in reductant solution by spraying 30 passes featured uniform and compact distribution of fine and round silver nanoparticles on its surface, a thickness of about 350 nm, a resistivity of about 7.07 μΩ·cm (only 4.5 times that of the bulk silver), a surface roughness of 17.8 nm, and an average reflectance as high as 93.31% in visible light region and 99.45% in infrared region. It could be concluded that the pretreatment of chemical etching and sensitizing facilitates the adsorption and reduction of the ions to be deposited, and the silver coatings prepared by two-component spraying method have excellent electrical conductivity and optical properties.Keywords: polyethylene terephthalate; modifica tion; two-component spraying; silver coating; conductivity; optics众所周知，聚对苯二甲酸乙二酯(PET)具有无毒、耐候、耐蠕变、抗疲劳、磨耗小、韧性好等优点，但是电绝缘性、表面惰性限制了它在电学、磁学等领域的应用。