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湖大材料工程基础第七章 表面涂层与处理PPT课件

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表面涂覆技术课件PPT

表面涂覆技术课件PPT

22
表面黏涂技术的应用及实例
✓ 表面黏涂技术在修复领域的应用
铸造缺陷的修补
铸造缺陷—气孔、缩孔
零件磨损、划伤的修复
恢复尺寸简单易行，既无热影响，涂层厚度又不受限制，同时涂层还有 很好的耐磨性。
渗漏、泄漏紧急修补和带压堵漏
“滴、冒、漏、渗”等问题
受腐蚀、气蚀、冲蚀设备的修复和预保护涂层 高温、绝缘、导电特殊工况零件缺陷修补 机件联接、裂纹、破裂的修补
带； 5）若表面粘结材料涂层固化后需涂敷另一种表面粘结材料
来补强，应先打磨粗化底层的涂层表面。
19
固化过程
（1）固化反应及影响因素：
固化反应：A+B 从顺滑的泥状（或液态）到涂层开始硬化的交
界点，称为初硬点，在此之前的时间段为粘涂材料的初硬阶段，
又称适用期；
温度对固化过程的影响:
温度
固化速度
否成功地完成涂敷。待涂敷的工件表面绝对不能有 （2）涂敷层固化后处理：
1mm的钼涂层打底，再喷涂青铜涂层，精加工。 如果不能关闭作业系统，必须首先止漏； 密度小，分散性好，在树脂中无沉降。
油脂、锈迹、尘土及水分，这些污物使修补剂与待 密度小，分散性好，在树脂中无沉降。
用粘结剂进行涂敷非常简便，基本工艺步骤为： 修复损坏的传动轴
一般认为在涂层与基体之间机械结合起主要作用，同时，其它几种结合机理也在不同程度地起作用，其程度受粉末的成分、表面状态 、温度、热物理性能等因素的影响。
表面潮湿的原因很多，有天气 、冷凝水、泄漏或渗漏，用一 涂层是由无数变形的粒子互相交错而呈波浪式堆迭在一起的层状组织结构，或者说涂层是由熔融粒子撞击后的扁平状的变形粒子组成
涂表面的局部粘结性能下降，即使在不高的压力下 (2) 火箭发动机燃烧室、尾喷管、喷嘴等部件喷涂保护层。
涂层.PPT

涂层.PPT


工件表面在高温、高速的颗粒作用下，
微焊接结合 达到较高的温度甚至熔化,形成了
“微焊接”结合
11
涂层——材料的“外衣”
源自：航天振邦
不同涂层材料与不同基体材料匹配喷涂粒子变形示意图
具有塑性的粉末粒子在一定的喷涂速度下，无论是碰撞在光滑的还是 粗糙的刚性（如不锈钢等）基体材料上，均将是产生塑性变形，在基体表 面上形成涂层；而具有塑性或刚性的涂层材料粒子在一定喷涂速度下，碰 撞在光滑的软（铝、铜等）基体材料上，均将产生嵌入式或嵌入式变形， 形成涂层。两者具有不同的结合强度。
米管）,其对雷达波的吸收率可达 99 %。
22
涂层——材料的“外衣”
热功能涂层之示温涂层材料
示温涂料是一种以颜色变化来测量物体表面温度分 布的特种涂层材料，是一种重要的非干涉式表面温度 测量方法。
1.根据变色后的颜色的稳定性，可以分为可逆型和 不可逆型示温涂层材料两大类。
2.根据颜色变化多少可分为单变（准确）和多变 （可显示温度变化）示温涂层。 优点：简单、快速、方便、直观、不影响被测件。
因此，涂层硬质合金具有高硬度和优良的耐磨性，延 长了刀具的寿命，这是切削刀具发展的又一次变革。
视频
18
涂层——材料的“外衣”
F-外衣”
电磁波吸收涂层
所谓“隐身”是相对而言，即通过在战机机身涂抹隐身 涂料，或者使用吸波材料制造机身，并通过物理学原理对机 身的结构进行优化，使机身的横截面降到最低，从而减少雷 达反射面，或完全规避雷达探测(因雷达性能而定），达到 “隐身”的效果。
刀具性能的关键指 标硬度和强度之间总 存着矛盾，硬度高的 材料强度低，而提高 强度往往是以硬度的 降低为代价。
为了解决这种矛盾， 更好地提高刀具的切 削性能，从而提出硬 质合金涂层的概念。
《表面防腐涂层》课件

《表面防腐涂层》课件


3
面漆涂装
涂刷面漆，提供防腐和美观功能。
适用于不同材料的表面防腐涂层
金属 水泥和混凝土 木材
防锈漆、环氧涂层 橡胶涂层、石膏涂层 木质漆、木材防腐剂
表面பைடு நூலகம்腐涂层的保养和维护
定期检查涂层的状况，进行必要的修补和维护，延长涂层的寿命。
表面防腐涂层在现实生活中的应用
桥梁
防腐涂层保护桥梁结构免受腐蚀。
船舶
船舶使用表面防腐涂层来防止金属腐蚀。
管道
防腐涂层保护管道免受腐蚀和损坏。
建筑
表面防腐涂层用于保护建筑外墙和屋顶。
《表面防腐涂层》PPT课 件
本课件将介绍表面防腐涂层的定义、常见种类、作用、施工步骤、适用材料、 保养和维护，以及在现实生活中的应用。
什么是表面防腐涂层？
表面防腐涂层是一种应用于物体表面的涂层，用于防止腐蚀和损坏。
常见的表面防腐涂层种类
防锈漆
常用于金属制品，提供防锈保护。
橡胶涂层
用于防止水泥和混凝土表面的腐蚀。
环氧涂层
广泛应用于建筑、船舶和桥梁等领域。
石膏涂层
可用于墙面、天花板和地板的保护。
表面防腐涂层的作用
1 防腐
防止物体表面受到腐蚀和氧化。
3 抗磨
增加物体表面的耐磨性。
2 美化
提供各种颜色和纹理选择，改善外观。
表面防腐涂层的施工步骤
1
表面准备
清洁和处理表面，确保涂层粘附。
2
底漆涂装
涂刷底漆，增强涂层的附着力。
表面涂层与处理

表面涂层与处理

绿色涂层
环保和可持续发展的要求促使表面涂层处理向绿色化方向发展，如 水性涂料、生物基涂料等。
循环利用
表面涂层处理过程中产生的废弃物应进行回收再利用，以减少对环 境的污染。
节能减排
表面涂层处理过程中应采取节能减排措施，如采用低能耗设备、优化 工艺参数等，以降低能源消耗和减少污染物排放。
感谢您的观看
THANKS
表面涂层的特性与功能
特性
表面涂层具有耐候性、耐腐蚀性、耐磨性、绝缘性等，能够提高表面的硬度、光泽度和附着力。
功能
保护材料免受环境因素的侵蚀，延长使用寿命；改善表面的外观和质感，提高产品的美观度；赋予表面特殊功能， 如防滑、导电、绝缘等。
表面涂层的应用领域
汽车行业
汽车车身和零部件的涂装，以 提高防腐和外观性能。
具有高反射、高透射和高吸收特性，常用于眼镜、显示屏等领域。
04
表面涂层处理的应用
航空航天领域的应用
飞机机体防腐
通过涂覆防腐蚀涂层，提高飞机机体材料的耐腐蚀性 能，延长使用寿命。
隔热涂层
应用于飞机发动机和机舱的隔热涂层，具有高效隔热 和防火功能，保障飞行安全。
高温防护涂层
用于保护航空器在极端高温环境下免受氧化和腐蚀， 提高材料耐久性。
表面涂层材料
金属涂层材料
01
02
03
钢铁涂层
用于提高钢铁材料的耐腐 蚀性和耐磨性，常用的有 锌、铝、铬等涂层。
钛及钛合金涂层
具有优异的耐腐蚀性和高 硬度，常用于航空航天、 石油化工等领域。
不锈钢涂层
通过在不锈钢表面形成一 层薄薄的氧化膜以提高耐 腐蚀性。
非金属涂层材料
01
陶瓷涂层
由无机非金属材料组成，具有高 硬度、耐磨损、耐高温等特性， 常用于刀具、模具等。
《表面处理方法》PPT课件

《表面处理方法》PPT课件


镀层要求项目
4. 均一性(uniformity)，是指电镀浴能使镀件表面沈积均匀厚度的 镀层之能力。好的均一性可在凹处难镀到地方亦能镀上，对美 观、耐腐蚀性很重要。试验镀浴之均一性有Haring电解槽试验 法、阴极弯曲试验法、Hull槽试验法。 5. 美观性(appearence)，镀件要具有美感，必须无斑点，气胀缺陷 ，表面需保持光泽、光滑。可应用操作条件或光泽剂改良光泽度 及粗糙度，也有由后处理之磨光加工达到镀件物品之美观提高产 品附加价值。 6. 应力(stress)，镀层形成过程会残留应力，会引起镀层裂开或剥离 ，应力形成的原因有 ：(1)晶体生长不正常，(2)杂质混入，(3)前处理使基材表面变质妨 砖结晶生长。 7. 物理、化学机械特性如硬度、延性、强度、导电性、传热性、 反射性、耐腐蚀性、颜色等。
为了延长制品的寿命,再制品表面披覆(coating)耐腐蚀之材料,例如保 护性电镀(protective plating) Zn,Cd,Ni,Cr,Sn 等电镀. ________________________________________
三.盐雾试验的类别
(3) 特殊表面性质(special surface properties) 1. 提高制品之导电性(electrical conductiuity),例如电镀Ag,Cu. 2. 提高焊接性(soderability)在通讯急电子工业应用,例如Sn-Pb 合 金 电镀. 3. 提高光线之反射性(light reflectivity ) 例如宇宙飞船,人造卫星的 外 壳需
3.1
1-5 试验的操作
污物的种类 污物的种类，可分为有机物及无机物。有机物污物主要是动 物性油酯，植物性 油酯及矿物性油酯，无机物污物是金属氧化 物、盐类、尘埃、及砂土。另外由 有机物和无机物污物之物如 研磨屑、研磨材料。动物性及植物性油酯可被化缄 剂皂去除。 矿物性油污无法被缄剂皂去除需用三菉乙烯、汽油、石油溶剂 乳 化剂等去除。无机物污物可被酸或缄溶解，利用酸、缄浸渍 、化学或电解方法 去除及机械研磨方法去除。无机、有机混合 污物，去除较困难，除了利用化学
材料表面工程技术课件

材料表面工程技术课件


面的功能性，广泛应用于电子、纺织、生物医学等领域。
等离子体表面处理工艺
03
包括等离子体类型选择、处理时间、功率等参数控制，对处理
效果和材料性能具有重要影响。
05
材料表面工程技术应用案例
航空航天领域的应用案例
பைடு நூலகம்
涂层技术
采用等离子喷涂、超音速喷涂等技术，制备耐高温、抗氧 化、抗腐蚀等性能的涂层，提高航空航天材料的使用寿命 和安全性。
表面强化技术
应用离子注入、激光表面处理等强化技术，提高航空航天 材料的硬度、耐磨性和抗疲劳性能，增强其承载能力和使 用寿命。
特种焊接技术
采用电子束焊接、激光焊接等特种焊接技术，实现航空航 天材料的高强度、高质量连接，确保其结构完整性和安全 性。
汽车工业的应用案例
01
电镀技术
应用镀锌、镀铬等电镀技术，提高汽车零件的耐腐蚀性和美观性，延长
，降低对环境和人体的危害。
循环经济与可持续发展
03
推广循环经济和可持续发展的理念，实现材料表面工
程技术的绿色化、低碳化。
THANKS
感谢观看
材料表面工程技术课件
• 引言 • 材料表面预处理技术 • 材料表面涂层技术 • 材料表面改性技术 • 材料表面工程技术应用案例
• 材料表面工程技术的评估与质量控制 • 材料表面工程技术的未来发展趋势与
展望
01
引言
表面工程技术的定义与重要性
定义
表面工程技术是指通过物理、化学或 机械手段，改变材料表面的结构、成 分和性质，以获得所需表面性能的技 术。
效果。
表面改性效果的评价指标
表面粗糙度 表面硬度 摩擦系数
耐腐蚀性能
采用轮廓仪、干涉仪等仪器测量表面粗糙度，以评估改性处理 对表面光洁度的影响。
涂层ppt课件

涂层ppt课件


胺缩合物
抗静电效果好，但不耐水
（2）、抗静电剂PK：为烷基磷酸酯钾盐
（3）、抗静电剂TM，Temas TM：属季铵盐型阳离子 表面活性
剂
它对涤纶、腈纶、锦纶等合成纤维有优良的抗静 电效果
（4）、抗静电剂SN，Catanic SN:属阳离子型表面活
性剂
17
3、防紫外线整理
人们滥用氯氟烃（制冷剂和气雾剂）和甲基溴化物（农药 杀虫剂），地球上空的臭氧层被破坏，到达地面的紫外线短 波部分增加
4
2、涂层常规测试项目及相关标准 （1）、泼水度：AATCC22，ISO4920，GB/T4745 （2）、防油性：AATCC-118，ISO 14419 （3）、耐水压：ISO811，AATCC127，JIS L 1092，
GB/T4744，EN 20811 （4）、雨淋测试：AATCC-35 （5）、透湿度：ASTM E96-A、B（正杯）、BW（倒杯），
16
2、抗静电整理
织物抗静电整理只是后期加工方法，效果和持久性 不如纺织、织造时用导电纤维、纱线混纺或交织更 有效。天然纤维大都含水量高，因此织物上静电少
抗静电整理的主要方法就是在疏水性纤维表面形 成导电层，得到这种导电层最简单和实用的方法就 是使纤维表面亲水化
抗静电整理剂各类
（1）、抗静电剂P（Victawet P）它为膦酸酯和二乙醇
JIS-L1099 （6）、透气率：ISO9237，GBT5453 （7）、水洗尺寸稳定性：ISO5077/6330，BS4923/5807 （8）、接缝滑移：BS3320，ASTM D434 （9）、撕裂强度：ASTMD1424，ISO 13937-1 ，JIS
L1096 ，ISO9290，GB-T3917 （10）、阻燃性能：ASTM D1230，BS 5722，BS 5438，
涂层技术概述ppt课件

涂层技术概述ppt课件


研究项目
涂层或与界面有关的硬度 厚度测量 结合强度 摩擦,磨损性能和摩擦系数 表面形貌,粗糙度测量 表面形貌 显微组织结构,表面形貌 化学成分 相结构,晶粒尺寸, 应力分析等
硬度 厚度 划痕实验 摩擦磨损实验 光学显微镜 电子显微镜 能谱分析 XRD
涂层性能分析方法
3 4 5 6 7 8 9 10
矿物 滑石 石膏 方解石 萤石 磷灰石 长石 石英 黄玉 刚玉 金刚石
自然界的矿物分为10个硬度等级,所有的物体应 该在这个范围内
布氏硬度
压头: 球 (硬质合金或淬硬钢)
压头
布氏和维氏硬度
维氏硬度
压头: 金字塔形 (金刚石)
压头
样品
d
样品
1. 定位
方法：真空蒸镀,磁空溅射,电弧离子镀,激光辅助沉积,等离子辅助物理气相沉积,电
子束物理气相沉积等
特点：沉积速率慢,涂层质量好,适合一些精密的应用,如刀具模具,电子等行业
3.化学气相沉积技术（CVD）
方法：热丝CVD, 微波增强CVD, 等离子体增强CVD,有机化合物CVD 等 特点：绕射性好,可以生长一些高温下才能生长的薄膜,但沉积温度高.
显微硬度测量
2. 压痕
3. 硬度计算
纳米压痕方法
✓对于涂层硬度的测量,压痕深度一般小于涂层厚度的十 分之一,以避免基体的影响
磨痕仪
球坑法是一种简易实用的镀层厚度测试方法，球 磨后，在镀层样品上形成一球坑，通过正确的测 量分析，可快速得出镀层的准确厚度。
球
基体
涂层
划痕仪
用金刚石压头划出划痕,看涂层的破裂情况,用临界载荷评价涂层结合
4.湿法沉积
电镀,化学镀等 价格便宜.
4
表面涂敷技术 PPT课件

表面涂敷技术 PPT课件


（ 2 ）交联固化型丙烯酸涂料 要有丙烯酸氨基漆、丙烯酸聚氨酯漆、丙烯酸 主 醇酸漆、辐射固化丙烯酸涂料等品种。 广泛用于汽车涂料、电器涂料、木器涂料、建筑 涂料等方面。
常用的一些涂料
聚氨酯漆 可以分为双组分聚氨酯涂料和单组分聚氨酯涂料

（ 1 ）双组分聚氨酯涂料
优点：一般都具有良好的机械性能、较高的固体 含量、各方面的性能都比较好。是目前很有发展 前途的一类涂料品种。 缺点：是施工工序复杂，对施工环境要求很高， 漆膜容易产生弊病。

一、除去不利于粘结的各种污垢； 二、改变被粘物的物理化学性质，以利于粘结；
38
目前表面处理方法很多，最常用的有：
①溶剂（包括水）擦洗； ②溶剂脱脂和蒸汽脱脂；
③机械打毛，如，摩擦、喷砂、喷丸等；
④化学清洗和腐蚀； ⑤脱脂、机械粗化和化学处理联合使用。
39
三、 主要粘结剂及其应用
15 15 5
此颜色让人 看了眼花缭乱， 一辆静止不动的 红色赛车，看上 去好象飞馳。
[ 例 6] 红色 艳深红色－ Mercedes 奔驰 组分 用量（质量份数） 珠光颜料 Iriodin/Afflair 9504 WR 65 （ 10~40μm) 珠光颜料 Iriodin/Afflair 9505 WRⅡ 5 （ 10~40μm) 喹吖啶酮紫 10 花紫 15 颜料黑 5 此颜料的特点是使用了 两种紫色颜料，使红色很高 雅，一种是珠光颜料 Iriodin/Afflair 9505 WRⅡ ， 还有一种是有机紫。
年前全球大部分汽车厂会采用 水性涂料以水为溶剂，使成膜物质 均水匀分散 或溶解在水中，它具有以 性金属闪光漆。下优点：
1 、水来源方便，易于净化； 2 、施工贮运过程中无火灾危险； 3 、不合苯类等有机溶剂，有益于人类健康； 4 、可采用喷、刷、涂、流；浸、电泳等多种施工， 容易实现自动化涂装。
《表面处理》PPT课件

《表面处理》PPT课件

Marine & Protective Coatings
基材的污染物--水和潮气污染
5. 水和潮气污染
虽然有能够吸收少量水进入 涂料自身组织的耐潮气涂料， 但它们是特例。
对于大多数涂料，水或湿气 污染物会在涂层和基材之间 形成一个不可融合层或屏障 层来阻止它们俩之间的粘合。
--相对湿度<=85% --底材温度大于露点3 ºC
剂涂料要求在100微米左右〕。
8.
b〕增加外表积
9.
拉毛外表来制造粗糙度可以得到2或3倍的外表积 。
Marine & Protective Coatings
AA 涂层的附着力和基材的污染物--基材的污染物
二、基材的污染物 1. 氧化皮 2. 锈污染 3. 盐污染 4. 油/脂污染
5. 水和潮气污染 6. 灰尘和磨料污染 7. 钢构造的缺陷
Marine & Protective Coatings
涂层与钢板的结合方式
3. 机械结合/附着
4. 机械结合/附着的强弱是与基材外表的物理粗糙和轮廓相关联的。
5.
a〕防止移滑
6.
粗糙度产生的摩擦力帮助涂层附着在外表上 。这对于厚浆或内聚力较小
的
7.
涂料尤为重要。满足船舶涂料的粗糙度一般为50 – 75微米
l
l
11. 12.
O l
O l
O
l
Marine & Protective Coatings
涂层与钢板的结合方式
2. 极性结合
这是另一种结合形式，是一种通过涂料中带有正电荷的分子 和带有负电荷的基材互相吸引产生的结合。
O-
O-
O-
H
表面涂覆技术概述(PPT 98页)

表面涂覆技术概述(PPT 98页)

16
胶粘剂的分类
粘结剂
按基料分 按物理形态分 按固化方式分
无机粘结剂
有机粘结剂
天然粘结剂 合成粘结剂
胶液（包括溶液、乳液、无溶剂液体）
胶糊（糊状）
胶粉
胶棒
胶膜 其它形态的胶
水基蒸发型 溶剂挥发型 热熔型 化学反应型 压敏型
按受力情况分
结构粘结剂（能传递较大的力） 非结构粘结剂（不能传递较大的力）
按用途分（包括各种材料、制件、产品以及特种功能用胶）
漆膜的直接氧化，即涂料在空气中的氧化交联或与水蒸气 反应； 涂料组分之间发生化学反应的交联固化。
14
涂装线示例
15
第二节 粘结与粘涂
一、粘结
粘结或粘合－用胶粘剂将各种材料或制件连接成为一个牢固整体的方 法。
1、粘结剂的组成 粘结剂又称粘合剂，俗称胶。它由基料、固化剂、填料和辅助材料配 合而成。
2、粘结剂的分类 按照不同的分类标准，粘结剂有不同的类型。粘结剂具体分类如图 7.2所示
24
三、 常用堆焊材料与堆焊方法 1. 常用堆焊材料
常用堆焊材料有铁基、镍基、钴基、碳化钨基和铜基等。
(1) 铁基堆焊合金
1) 低合金钢堆焊材料 ① 珠光体类的堆焊材料 ② 马氏体类堆焊材料
2) 中、高合金钢及合金铸铁堆焊材料 ① 高速钢及热作工具钢、冷作工具钢堆 焊材料 ② 高锰钢及铬锰钢堆焊材料 ③ 高铬钢及铬镍钢堆焊材料 ④ 合金铸铁堆焊材料
第五章 表面涂覆技术
第一节 涂料与涂装 第二节 粘结与粘涂 第三节 堆焊 第四节 热喷涂 第五节 电火花表面涂敷 第六节 熔结 第七节 热浸镀
第八节 搪瓷涂敷
第九节 陶瓷涂层 第十节 塑料涂敷（又称涂塑或喷塑）
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18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
3
材料科学与工程学院
表面涂层与处理是通过涂覆、表面改性或多种表 面技术复合处理，改变固体金属表面或非金属表 面的形态、化学成分、组织结构和应力状况以获 得所需要表面性能的加工方法。
作用：外观美容、免受环境损伤、提高抗热、抗 磨损、抗疲劳以及电绝缘性等。
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
9
材料科学与工程学院
不足之处：基体材料要加热，往往引起基体材 料中的相变、晶粒的长大和组分的扩散；气 相反应剂的腐蚀性常常会影响基体材料，导 致沉积层多孔、粘着力低和化学污染；此外， 化学气相沉积是平衡过程，不能得到亚稳态 材料。
方法：常压化学气相沉积、低压化学气相沉积、 激光化学气相沉积、金属有机化合物化学气 相沉积和等离子体化学气相沉积等。
红 外 线 辐 射 和 防 辐 射 复 合 粉 末 ： Al2O3-TiO2 ， NiO-Cr2O3
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
14
喷涂方法
材料科学与工程学院
火焰喷涂
18.07.2020
电弧喷涂
材料工程基础—表面涂层与处理
等离子喷涂
15
➢ 火焰喷涂
材料科学与工程学院
18.07.2020
方法：
（1）涂抹一层薄的聚合物、陶瓷或金属涂层；
（2）通过扩散或离子注入等改变表面化学成分；
（3）利用喷砂或喷丸处理对表面进行简单的机械
强化。
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
4
材料科学与工程学院
常用的表面技术有： 堆焊技术、熔结技术(低真空熔结、激光熔敷
等)，电镀、电刷镀及化学镀技术，热喷涂技术 (火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂、 高能超声速喷涂等)，粘接技术、涂装技术，物理 与化学气相沉积技术(真空蒸镀、离子溅射、离子 镀)，以及化学热处理，激光相变硬化、激光非晶 化、激光合金化、电子束相变硬化、离子注入等
材料科学与工程学院
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
13
材料科学与工程学院
热喷涂材料
硬质耐磨复合粉末：Co-WC，NiCr-Cr3C2 耐高温和隔热复合粉末：ZrO2，Al2O3，TiO2，
Y2O3 绝缘和导电复合粉末：陶瓷氧化物；Cu、Ag等
减摩润滑复合粉末：石墨，MoS，硅藻土，聚四 氟乙烯
第7章 表面涂层与处理
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材料科学与工程学院
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材料科学与工程学院
机械产品的故障往往是个别零件失效造 成的，而零件失效往往是由于局部表面造成 的，腐蚀从零件表面开始，磨擦、磨损在零 件表面发生，疲劳裂纹由零件表面向里延伸。 如果采用表面处理技术将机械产品中那些易 损零件的易损表面的失效期延长，则产品整 体性能就可以得到提高。
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
5
材料科学与工程学院
§7.1 表面涂层
一、上油漆
特点：具有装饰特性
与保护工件不受环
境损伤的性能，工
艺简单，通常采用刷、蘸或喷的方法。
典型工艺：静电上漆
给予涂料的微粒和上漆的表面以相反的电荷，
涂料微粒被吸引到靶材的表面。（对容器拐角
处非常有效）
18.07.2020
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
8
材料科学与工程学院
化学气相沉积（CVD）
利用气态物质在固体表面上进行化学反应，生 成固态沉积物的过程。 优点：沉积速率高，每小时可沉淀数十微米以上； 通过调节参数可以控制沉积层的化学组成、形 貌、晶体结构和晶向等，还可以利用中等温度 和高气压的反应剂气体源，来沉积高熔点的相， 如在900℃下可沉积熔点3225℃的TiB2。化学 气相沉积的处理温度相对比较低，沉积层均匀。
18.07.2020
材料工程基础—表面涂层与处理
7
材料科学与工程学院
◇ 溅射沉积 以离子轰击靶材料，使其溅射并沉 积到基体材料上称为溅射沉积。包括：二极溅 射、三极溅射、四极溅射、磁控溅射、射频溅 射和反应溅射等技术。
◇ 离子镀 离子镀是在镀膜的同时采用离子轰击 基体表面和膜层的镀膜技术，包括空心阴极离 子镀和多弧离子镀等，广泛用于在高速钢刀具 表面镀超硬TiN膜，在涡轮机叶片上镀防热腐 蚀膜，可大大延长部件的使用寿命。
18.07.2020
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涂层材料：几十种（主要是金属碳化物、氮化物、 硼化物和氧化物）和上百种反应体系。
例如硬质合金刀具+碳化钛和碳氮化钛涂层：硬 度可达基体的二倍，仅次于金刚石，润滑性和 耐磨性很好，大大延长刀具寿命，改进工件的 表面质量。
又如钢铁碳化钛涂层复合材料作为工模具或耐磨 部件，已广泛用于板金压力加工、纺织、粉末 冶金、陶瓷、塑料及钢丝绳加工等各种工业部 门。
特性：
①热喷涂的种类多、涂层的功能多、适用范围广；
②工件受热程度可控，不发生畸变；
③适用热喷涂的零件范围宽、厚度可调范围大；
④设备简单、工艺灵活、生产率高；
⑤操作环境较差，需加以防护。
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涂层结合机理
（1）机械结合 （2）冶金-化学结合 （3）物理结合
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三、热喷涂
定义：采用气体、液体燃料或电弧、等离子、激光等作 热源，使金属、合金、金属陶瓷、氧化物、碳化物、塑 料及其复合材料等喷涂材料加热到熔融或半熔融状态， 通过高速气流使其雾化，然后喷射、沉积到经过预处理 的工件表面，形成附着牢固的表面层的加工方法。
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二、气相沉积
物理气相沉积（PVD）：用热蒸发或电子束、 激光束轰击靶材等方式产生气相物质，在真空 中向基片表面沉积形成薄膜的过程，包括：蒸 发镀膜、溅射沉积和离子镀膜等物理方法。
◇ 蒸发镀膜 利用电阻加热、高频加热、载能束 等轰击使镀料转化为气相以达到沉积的目的。 其中激光物理气相沉积方法可以高效、高质地 在基片表面形成硬质氧化物、氮化物陶瓷膜、 氧化铝膜、以及超导薄膜。