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                  行業動態

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                  等離子噴涂法如何降低金屬和碳化粉的氧化程度

                  人氣:    發布時間:2022/06/08
                  等離子噴涂法如何降低金屬和碳化粉的氧化程度

                    近十年來,研究人員利用PVD(包括磁控濺射、離子束濺射、射頻放電離子鍍、等離子鍍、EB-PVD等)制備納米單層薄膜和納米多層薄膜,并取得了納米Ti(N, C, CN), (V, Al, Ti, Nb, Cr) N, SiC,,, TiN/CrN, TiN/A1N, WC-Co涂層可用于耐磨飛機軸部件的耐腐蝕性;等離子噴涂納米涂層已用于密封航空發動機的氣路;納米涂層已用于渦輪葉片的隔熱保護;添加石墨烯和碳納米管復合涂層具有雷達隱身功能。當我們采用常壓等離子噴涂技術在純鈦基板上制備硅化硅涂層時,與傳統的制造工藝相比,常壓等離子噴涂具有省時、大面積制造的優勢。

                    

                    但碳化硅在高溫下容易自行分解,使鍍層的厚度和強度不高。因此,提出了三種方法來解決這個問題。**種是“溶膠-凝膠法”,它以“四乙氧基硅烷,TEOS”為前驅體,先在碳化硅粉末外層生長二氧化硅保護層,然后加熱噴涂;第二種方法是采用溶膠-凝膠法,但加入“十二烷基硫酸鈉,SD”作為表面活性劑,使二氧化硅層生長得更致密;三是添加氧化鋁,調節碳化硅與氧化鋁的比例

                    

                    然而,熱噴涂有兩種工藝制程,分別為「等離子噴涂」與「電弧噴涂」,其應用也不太相同,以等離子噴涂而言,所噴涂的材料為氧化鋁和氧化釔涂層,主要用來抵抗等離子的轟擊造成腔體的損壞。

                    

                    另外一種電弧式噴涂的工藝則是噴涂純鋁線,使腔體內部表面具有高粗糙度,經過尖端放電的效果來捕捉腔體內部的帶電粒子,防止這些粒子影響良率。在航天產業中常見的涂層有抗高溫的熱障涂層、可磨耗涂層、耐高溫金屬涂層(T400、T800)、耐磨耗涂層等。其中,熱障涂層主要由兩個涂層組合而成,分別為「鍵結層,bond coating」和「頂層,top coating」,而這兩種涂層所使用的熱噴涂工藝也不相同。 以鍵結層而言,目前常見的工藝有「低壓等離子噴涂,low pressure plasma spraying, LPPS」、「高壓高速火焰,high velocity oxygen fuel, HVOF、HVAF」。

                    

                    在鍵結層中所使用的材料為 MCrAlY(M= Ni、Co、NiCo、CoNi),與頂層材料有良好的親和性。 在頂層的工藝中目前主流為使用「大氣等離子噴涂,atmosphere plasma spraying, APS」,近幾年有相當多的國內外科研單位與制造商,使用大氣等離子漿料等離子漿噴涂來進行頂層的制作。 頂層所使用的材料為氧化釔安定氧化鋯(8YSZ),該材料的特色為低熱傳導系數且相較于其他的絕熱材料價格相對便宜,這些涂層應用在各級的動葉、靜葉、動葉環、燃燒桶、密封環、飛機起落架等各式應用。所以,我們比較建議以 PEO 法取代等離子噴涂法,因為 PEO 膜層是借由對象本身的原子鍵結所形成的,所以附著力特別強,比一般外部涂裝方法(如:等離子噴涂)強太多了。 另外,PEO 處理后的鋁件比一般硬化、熱處理、鍍鉻、陽極、陶瓷噴著或氮化處理更經久耐用,更少有腐蝕現象發生。


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