设计涂层材料时要了解涂层材料的哪些性质

2011-03-15 1380

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    喷涂用材料的化学成分和物理性质是影响涂层最终性能的最重要的因素之一。
    1) 化学成分
    喷涂用的材料应试在焰流中无分解和升华。凡可完全熔融并具有低蒸气压的材料都可用于喷涂。在焰流中耐高温的氧化陶瓷及某些难熔金属最为稳定。焰流中粒子的稳定性不仅取决于喷涂材料的本性,还决定于工作气体的成分。用氩气作为工作气体喷涂钛时,能得到由钛组成的涂层;而用氮作等离子气体时,则导致涂层中生成氮化钛;在大气中喷涂,钛易被氧化。
2) 物理性质
熔点、密度、热膨胀系数、品体结构、相变现象及气孔率等是确定材料能否作为涂层的几个基本性能。
(1) 材料的熔点在高温涂层中是最重要的基本的性能。因为材料在接近熔点时,机械强度降低,化学活性提高,蒸气压力增加。某些材料在接近熔点时强度及稳定性急剧下降,甚至不能应用。
(2) 在喷涂航空航天零件时,涂层材料的密度有重要的意义。往往从同样技术特性中选取最轻的。
(3) 涂层与基体材料的热膨胀系数应该接近,这样它们的膨胀随温度和变化也相近。涂层与基体的热膨胀系数差别愈小,它们之间的结合强度愈高。
(4) 晶体结构对涂层质量有重大影响,例如由立方纱晶体的物质组成的涂层具有较高的稳定性。因为这种物质是各向同性的,没有内应力,所以在温度急剧转变和局部变化时,不容易发生裂纹。
(5) 许多物质在温度变化时可产生相变现象,一般相变往往伴随着体积的改变,因此一般不应选择在喷涂过程中发生相变的材料作涂层材料.。因为体积的改变往往产生裂纹,基体易腐蚀。因此易发生相转变的材料必须经过稳定化处理后,才能作为涂层材料。
(6) 孔隙率也是涂层很重要的物理特性指标,气孔的有利作用是提供较低的弹性模量和吸收不同热膨胀的应力。在耐磨涂层中,气孔可以储油,容纳微小的磨粒。反之,在需要抗氧化和防腐蚀的涂层上,气孔就是不利的。
(7) 结合强度是选择涂层材料的基本要求,没有足够的结合强度,涂层就会在机械载荷应力、热应力及热膨胀不同引起的应力作用下而脱落。