填料增强先驱体转化法制备陶瓷涂层的研究进展
2021-11-08李恩重郭伟玲徐滨士刘军于鹤龙
表面技术 2021年10期
李恩重,郭伟玲,徐滨士,刘军,于鹤龙
(陆军装甲兵学院 a.装备再制造技术国防科技重点实验室b.机械产品再制造国家工程研究中心,北京 100072)
陶瓷材料具有优异的耐磨、耐高温、抗腐蚀、抗氧化等性能,采用适当的工艺技术在金属零部件表面制备陶瓷涂层,可将金属材料较高的强度、韧性和良好的工艺性与陶瓷材料的优异性能结合起来,能够大幅提高金属零部件的使用寿命,已广泛应用于航空发动机、催化剂热交换器及燃烧系统、核反应堆、微电子机械系统、高温传感器等领域[1-2]。目前,陶瓷涂层的制备方法主要有:高速火焰热喷涂法、等离子热喷涂法、化学气相沉积、溶胶-凝胶法、电致发热法、先驱体转化陶瓷法等。其中,先驱体转化陶瓷法是一种原位制备陶瓷涂层的新型方法[3]。
先驱体转化陶瓷法利用先驱体聚合物良好的流动性、成形性、可加工性以及结构可设计性等特点,通过高温裂解,将含硅的有机物先驱体转化为陶瓷涂层,在材料表面形成致密的保护层,显著提高材料的耐磨、耐化学腐蚀等性能[4-5]。先驱体转化陶瓷法从原子或分子层面对陶瓷涂层的结构和性能进行调控,从而实现对陶瓷成分和性能的控制。同时,先驱体浆料可渗透到基体材料内,在涂层/基体界面形成梯度涂层,缓解界面应力,提高涂层/基体结合强度,实现大尺寸和形状复杂涂层的制备[6]。但是,先驱体在裂解过程中,会释放出挥发性气体,产生较大的体积收缩,在涂层中产生孔隙和裂纹,导致陶瓷涂层的致密度降低。……
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