中國粉體網(wǎng)訊 高性能陶瓷涂層也稱精細(xì)陶瓷涂層、先進(jìn)陶瓷涂層、新型陶瓷涂層，是繼有機(jī)樹脂涂層、金屬及合金涂層之后出現(xiàn)的一類非金屬無機(jī)涂層的總稱 。
高性能陶瓷涂層是由一系列成分和性質(zhì)不同的陶瓷材料形成的新型材料。它們經(jīng)常被用于金屬或合金以及陶瓷復(fù)合基上，它們的應(yīng)用非常廣泛，同時通過開發(fā)出一系列的陶瓷型號來滿足特殊的需求。
一、高性能陶瓷涂層的特點(diǎn)
陶瓷涂層具有優(yōu)異的耐磨、耐腐蝕、耐高溫以及高熱阻等優(yōu)點(diǎn)，并且在工作過程中基本不影響基體的力學(xué)性能，因此廣泛應(yīng)用在航天航空、兵器裝備、機(jī)械工程等領(lǐng)域。
性能獨(dú)特
能有機(jī)地將金屬材料的強(qiáng)韌性、易加工性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性等，與陶瓷材料的耐高溫、高耐磨，高耐蝕等特點(diǎn)結(jié)合起來，發(fā)揮兩類材料的綜合優(yōu)勢。
能夠用于制備陶瓷涂層的材料品種多
工藝方法多，投資少，靈活方便
能夠在不同的基體材料上沉積陶瓷涂層
涂層功能極廣
二、高性能陶瓷涂層的分類
三、高性能陶瓷涂層的制備工藝
氣相沉積法
物理氣相沉積
物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD） 是指在真空條件下利用加熱或高能束轟擊，將鍍層材料氣化成原子、分子或離子，并通過低壓氣體或等離子體作用在基體表面沉積成涂層的工藝，目前最常用的有磁控濺射和離子鍍。
優(yōu)點(diǎn)：PVD技術(shù)所制備的陶瓷涂層純度高、致密性好，并且與基體結(jié)合牢固。
缺點(diǎn)：PVD設(shè)備價(jià)格昂貴，生產(chǎn)效率低，在面向工業(yè)生產(chǎn)時需要投入高額成本。因此，未來的PVD技術(shù)在制備高性能陶瓷涂層時向著高效率、低成本的方向發(fā)展。
化學(xué)氣相沉積
化學(xué)氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）是一種借助于多元?dú)怏w在加熱零件表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，由此獲得所需涂層的工藝。采用CVD技術(shù)制備涂層時，由于反應(yīng)氣體的流動可使涂層元素到達(dá)復(fù)雜零件或腔體零件的任何部位，因此該工藝最大的特點(diǎn)是具有極高的表面涂覆率，并且目前沒有一種工藝能將之取代。
優(yōu)點(diǎn)：CVD技術(shù)在制備陶瓷涂層時能均勻涂覆在任何形狀復(fù)雜的零件表面，所獲得的涂層純度高、致密度高，并且與基體結(jié)合良好。
相比于PVD技術(shù)，CVD技術(shù)還具有更高的生產(chǎn)效率和更低的生產(chǎn)成本。
缺點(diǎn)：CVD技術(shù)反應(yīng)溫度較高，容易導(dǎo)致涂層與基體結(jié)合不牢或基體變形。
CVD技術(shù)常伴隨著有毒有害氣體產(chǎn)生，如果處理不當(dāng)，會對健康和環(huán)境造成損害。
因此，未來的CVD 技術(shù)在制備高性能陶瓷涂層時的發(fā)展方向是低溫、環(huán)保。
自蔓延高溫合成
利用原料發(fā)生發(fā)熱化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)物沉積在制件基體上形成涂層的技術(shù)。
優(yōu)點(diǎn)：
1.制作工序簡單、設(shè)備容易上手；
2.反應(yīng)時間迅速、 生產(chǎn)周期短；
3.能源耗低；
4.雜質(zhì)少、生成物純度高。
缺點(diǎn)：該方法需要以高度提純的金屬粉末為原材料，并不適合大規(guī)�；a(chǎn)，同時由于該反應(yīng)速度過快，會導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)過程人為無法控制，存在應(yīng)力集中的危害。
高能噴涂
高能噴涂是利用高溫、高速焰流將經(jīng)過設(shè)計(jì)和特別處理的粉末粒子噴射到基體零件表面來獲得所需涂層的技術(shù)，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(tài)，然后被高速噴射到零件表面形成涂層的工藝。等離子噴涂所產(chǎn)生的溫度可高達(dá)20000K，幾乎可以噴涂所有的陶瓷涂層材料。
等離子噴涂的優(yōu)點(diǎn)：
1.熱源溫度高，可制備各種陶瓷涂層材料；
2.噴涂過程中基體升溫小，對基體零件性狀影響�。�
3.操作程序少，施工靈活，既可以噴涂大型構(gòu)件，也可以噴涂局部區(qū)域；
4.噴涂效率高，成本低，適合于工業(yè)生產(chǎn)。
激光熔覆
激光熔覆是以激光束為熱源將涂覆在基體表面的涂層材料融化并快速凝固，獲得所需涂層。
優(yōu)點(diǎn)：相比于傳統(tǒng)涂層技術(shù)，激光熔覆在制備陶瓷涂層時冷卻速度非常快，屬于非平衡結(jié)晶，這有利于獲得高強(qiáng)度的細(xì)晶甚至納米晶組織。
缺點(diǎn)：但激光熔覆由于強(qiáng)烈的熱應(yīng)力作用容易造成涂層開裂，并且激光參數(shù)對涂層質(zhì)量的影響非常復(fù)雜，因此熔覆層的質(zhì)量很難控制。
因此，未來的激光熔覆技術(shù)制備高性能陶瓷涂層向著工藝簡單、質(zhì)量可控的方向發(fā)展。
