物理氣相堆積
物理氣相堆積(Physical Vapor Deposition,PVD) 是指在真空條件下利用加熱或高能束轟擊,將鍍層資料氣化成原子、分子或離子,并通過低壓氣體或等離子體效果在基體外表堆積成涂層的工藝,目前最常用的有磁控濺射和離子鍍。
長處:PVD技能所制備的陶瓷涂層純度高、致密性好,而且與基體結合牢固。
缺點:PVD設備價格昂貴,出產效率低,在面向工業出產時需要投入高額成本。因而,未來的PVD技能在制備高性能陶瓷涂層時向著高效率、低成本的方向開展。
化學氣相堆積
化學氣相堆積(Chemical Vapor Deposition,CVD)是一種借助于多元氣體在加熱零件外表發生化學反響,由此取得所需涂層的工藝。選用CVD技能制備涂層時,由于反響氣體的活動可使涂層元素到達雜亂零件或腔體零件的任何部位,因而該工藝最大的特點是具有極高的外表涂覆率,而且目前沒有一種工藝能將之替代。
長處:CVD技能在制備陶瓷涂層時能均勻涂覆在任何形狀雜亂的零件外表,所取得的涂層純度高、致密度高,而且與基體結合良好。
相比于PVD技能,CVD技能還具有更高的出產效率和更低的出產成本。
缺點:CVD技能反響溫度較高,簡單導致涂層與基體結合不牢或基體變形。
CVD技能常伴隨著有毒有害氣體發生,如果處理不當,會對健康和環境造成損害。
因而,未來的CVD 技能在制備高性能陶瓷涂層時的開展方向是低溫、環保。
自蔓延高溫合成
利用質料發生發熱化學反響,產物堆積在制件基體上構成涂層的技能。
長處:
- 制造工序簡略、設備簡單上手;
- 反響時間敏捷、 出產周期短;
- 能源耗低;
- 雜質少、生成物純度高。
缺點:該方法需要以高度提純的金屬粉末為原資料,并不適合大規模化出產,一起由于該反響速度過快,會導致實驗過程人為無法操控,存在應力會集的危害。
高能噴涂
高能噴涂是利用高溫、高速焰流將通過設計和特別處理的粉末粒子噴射到基體零件外表來取得所需涂層的技能,其主要方法有電弧噴涂、火焰噴涂、等離子噴涂等。
等離子噴涂
等離子噴涂(PS)是利用高溫等離子體焰流將噴涂粉末加熱到熔融或高塑性狀態,然后被高速噴射到零件外表構成涂層的工藝。等離子噴涂所發生的溫度可高達20000K,幾乎能夠噴涂一切的陶瓷涂層資料。
等離子噴涂的長處:
- 熱源溫度高,可制備各種陶瓷涂層資料;
- 噴涂過程中基體升溫小,對基體零件性狀影響小;
- 操作程序少,施工靈敏,既能夠噴涂大型構件,也能夠噴涂部分區域;
- 噴涂效率高,成本低,適合于工業出產。
激光熔覆
激光熔覆是以激光束為熱源將涂覆在基體外表的涂層資料消融并快速凝結,取得所需涂層。
長處:相比于傳統涂層技能,激光熔覆在制備陶瓷涂層時冷卻速度非常快,歸于非平衡結晶,這有利于取得高強度的細晶乃至納米晶組織。
缺點:但激光熔覆由于強烈的熱應力效果簡單造成涂層開裂,而且激光參數對涂層質量的影響非常雜亂,因而熔覆層的質量很難操控。