天津绝缘纳米陶瓷涂覆技术

陶瓷复合隔膜—结构分类结构成膜方法性能特点单层复合涂覆陶瓷层只分布在基膜的一侧具有陶瓷层、基膜的双层结构双层复合涂覆或静电纺丝陶瓷层分布在基膜的前后两侧，具有陶瓷层、基膜、陶瓷层的三层对称结构；或两层基膜中间夹陶瓷层的三明治结构。体相复合涂覆陶瓷粒子分布在基膜的三维网络孔道中，具有均匀的复合结构。原为复合湿法或静电纺丝陶瓷粒子预先分散在成膜溶液中，成膜后被有机材料包覆，结构稳定。全陶瓷隔膜模压、高温烧结无机膜膜层厚质地硬无韧性陶瓷复合隔膜—成膜工艺陶瓷复合隔膜主要成膜工艺有涂覆、静电纺丝、湿法、模压及高温烧结。陶瓷涂层的结合强度包括涂层与基体的界面结合强度和涂层自身粘结强度。天津绝缘纳米陶瓷涂覆技术

溶胶－凝胶法溶胶-凝胶法(sol-gel)是60年代发展起来的一种制备玻璃、陶瓷等无机材料的新方法。近年来许多研究者利用该方法制备纳米复合薄膜。其基本步骤是先用金属无机盐或有机金属化合物在低温下液相合成为溶胶，然后采用提拉或旋涂的方法使溶液吸附在衬底上，经胶化过程成为凝胶，然后在一定温度处理后即可得到纳米复合涂层。此法设备简单，操作方便，缺点是涂层与基体结合较差，难以制备厚涂层和大面积涂层。Cr合金与陶瓷中Al2O3、ZrO2附在基体表面，形成多孔性，使基体中的金属分子也能扩散到陶瓷中，进而改善涂层结构与性能。浙江纳米陶瓷涂覆代加工金属表面陶瓷涂层技术将基体金属材料和陶瓷涂层的优点结合起来。

纳米陶瓷涂层的应用纳米ZrO2热障涂层热障涂层主要用于高温大气或热腐蚀性静态、动态气氛中，可明显降低涡轮部件表面温度，增加燃气轮机功率，提高热效率，在航空发动机上获得了成功的应用，并将扩展到柴油机以及汽车和摩托车的发动机中。纳米ZrO2涂层导热系数低，热膨胀系数相近，高温下稳定性好，是目前热障涂层的。纳米WC/Co涂层碳化钨/钴(WC/Co)金属陶瓷涂层是一种优良的抗摩擦磨损材料。纳米结构WC/Co涂层硬度高，结合强度好，具有良好的韧性，可应用于航空航天、汽车、冶金、电力等领域，用以增强基体金属的耐磨性以及磨损部件的修复。

物相沉积物相沉积技术主要包括高频溅射(RFS)、磁控溅射(MS)、离子束混合沉积(BIM)、分子束外延(MBE)、原子层外延(ALE)、离子束增强沉积(ED)、电子束辅助沉积(IBAD)、电子束蒸发(EB)、脉冲激光沉积(PLD)、电子束物相沉积(EB-PVD)等。物相沉积技术可用于制备氧化物、氮化物、碳化物的纳米涂层，也能沉积金属、化合物的多层或复合纳米涂层。制备的涂层附着力强，工件不受热变形，这种好的一点就是但其设备较昂贵，沉积效率低，不适宜制备厚涂层。工件表面涂覆纳米陶瓷，耐磨耐腐蚀，提高工件使用寿命。

硬度是纳米陶瓷涂层重要指标之一，硬度的测量比较好采用显微硬度，且应取多个测量点，以其均值作为涂层硬度值。晶粒的细化使纳米陶瓷涂层的硬度明显大于微米陶瓷涂层，如常规WC-12Co涂层的显微硬度为1186HV0.2，而纳米结构WC-12Co涂层的显微硬度为1584HV0.2，是常规涂层的1.3倍。2断裂韧性断裂韧性是反映材料抵抗裂纹失稳扩展的的性能指标。目前陶瓷涂层断裂韧性的定量表征缺乏统一标准，主要有临界应力强度因子、临界裂纹扩展能量释放率和裂纹密度三种表征方法。图2为两种涂层杯凸试验的结果比较，常规陶瓷涂层显示出明显的开裂和剥落现象，而纳米结构涂层并未观察到宏观裂缝。图2常规涂层和纳米涂层的杯凸试验结果比较3耐磨性耐磨性是陶瓷涂层重要的应用性能之一。一般可通过磨损试验测量涂层的磨损速率来进行表征。纳米陶瓷涂层的耐磨性明显优于常规陶瓷涂层，如图3。陶瓷涂覆特种隔膜：是以PP，PE或者多层复合隔膜为基体。浙江纳米陶瓷涂覆代加工

纳米陶瓷涂层的制备及应用。天津绝缘纳米陶瓷涂覆技术

非氧化物主要包括碳化物、氮化物、硼化物等陶瓷材料，这些陶瓷经常具有比氧化物更高的硬度和更佳的耐磨损性能。然而，由于高温气化和分解等问题，难以直接通过熔融方式制备涂层。进一步考虑到复合提高材料塑、韧性问题，一般加入Co、Ni等金属粘结相以形成陶瓷/金属复合材料涂层。常用的碳化物陶瓷耐磨涂层有WC-Co、Cr2C3-NiCr等。◆◆◆◆◆二、纳米陶瓷涂层性能1硬度硬度是纳米陶瓷涂层重要指标之一，硬度的测量比较好采用显微硬度，且应取多个测量点，以其均值作为涂层硬度值。晶粒的细化使纳米陶瓷涂层的硬度明显大于微米陶瓷涂层，如常规WC-12Co涂层的显微硬度为1186HV0.2，而纳米结构WC-12Co涂层的显微硬度为1584HV0.2，是常规涂层的1.3倍。2断裂韧性天津绝缘纳米陶瓷涂覆技术