摘要
近年来，随着现代化工业的不断进步与发展，人们对于材料的性能要求越来越高，其中较为重要的一点便是材料的耐磨性。众所周知，磨损现象不论在科研实践还是日常生活中都是很常见的，并且若不及时更换调整便极有可能造成严重的安全事故。因此，如何提高易磨损材料的耐磨性能便显得尤为重要。
锌锅沉没辊是热浸镀锌设备中一种重要零件，我国锌锅沉没辊的辊轴与辊套需要从国外进口，不仅价格昂贵而且磨损严重，平均一周就需要更换一次设备，导致轧制的成本很高。所以锌锅沉没辊辊轴与辊套的耐磨性是一个越来越受到重视的问题。本设计旨在制备316L不锈钢表面的耐磨陶瓷涂层来缓解锌锅沉没辊的辊轴与辊套过于严重的磨损，以此延长锌锅沉没辊的辊轴与辊套的寿命，提高生产效率。
我们通常用表面合金化、表面形变强化、表面涂层强化等方法来提高材料耐磨性。本设计借助钎涂原理，分别以氧化铝和碳化钨作为陶瓷增强相材料，Ni82CrSiB合金为钎料，利用真空钎涂的方法制作出较为耐磨的陶瓷涂层，从而达到提高不锈钢表面耐磨性的要求。试验结果表明：氧化铝与钎料的润湿效果不够理想，在涂层中没能发现氧化铝相，即以氧化铝作为陶瓷增强相材料无法达到预期目标；而碳化钨颗粒在涂层中分布较均匀，涂层表面光滑，有金属光泽，并且与不锈钢表面冶金结合良好，硬度达到了不锈钢基体的6倍以上，有望大幅提高材料的耐磨性能。
关键词：金属陶瓷涂层；钎涂技术；硬度
Brazing Process of Metal-ceramic Coating on Stainless Steel
Abstract
In recent years, with the continuous progress and modernization of industrial development, people are increasingly demanding high-performance materials, one of the important points is the wear resistance. As we all know, the wear phenomena both in research and practice is still very common in daily life, and if not timely replacement of adjustments it is very likely result in serious accidents. Therefore, how to improve the wear resistance of the material is particularly important.
The zinc pot sink roll is one of the important parts of hot dip galvanizing equipments. The bush of zinc pot sink rolls needs to be imported from abroad, and it is not only expensive but also badly worn., it needs to be replaced once per week, and that would lead to the high cost of rolling. Therefore, the wear resistance of the zinc pot sink roller bearing is a question with more and more attention. This design is in order to prepare the surface of 316L stainless steel wear-resistant ceramic coating to solve the zinc pot sink roll shaft and insert wear too serious problem to extend the life of the equipment and
The main methods of improving the wear resistance for material are surface strain hardening, surface alloying, surface coating strengthened and so on. In this design, we use the braze coating principle, and make the Al2O3 and WC as ceramic reinforcement materials,
Ni82CrSiB as the brazing. The method of using the vacuum braze coating to produce more wear-resistant ceramic coating, so as to improve wear resistance of the stainless steel surface requirements. The results showed that: The wetting effect of Al2O3 and brazing filler is not satisfactory, and we could not find alumina phase in the coating, that is to say, Al2O3 as the ceramic reinforcement materials can not achieve the desired goal. However, WC particles in the coating are distributed more evenly. The coating surface is smooth, with a metallic luster, and it is a good metallurgical bond with the stainless steel surface. Its hardness is more than 6 times the stainless steel substrate, and it can be required to improve the wear resistance.
Key Words：metal-ceramic coating; braze coating process; hardness
目录
摘要 (1)
Abstract (2)
引言 (1)
1 文献综述 (2)
1.1 陶瓷涂层的分类 (2)
1.2 陶瓷涂层的制备方法 (2)
1.3 钎涂工艺 (7)
1.4钎涂技术分类 (9)
1.4.1 按保护气氛分类 (10)
1.4.2 按加热方式分类 (12)
1.5 钎涂涂层的研究进展 (14)
1.5.1 涂层的组织结构 (14)
1.5.2 涂层的硬度与耐磨性能 (15)
1.6 课题背景及开展研究的意义 (18)
1.6.1 课题背景及意义 (18)
1.6.2 主要研究内容 (18)
2 试验材料、设备与试验方法 (19)
2.1 试验材料与成分设计 (19)
2.2 试验条件 (21)
2.3 试验步骤 (22)
2.4测试方法 (23)
3 试验结果与分析 (24)
3.1 Al2O3涂层 (24)
3.2 碳化物涂层 (25)
3.2.1 宏观性能 (25)
3.2.2 显微组织分析 (26)
3.2.3 涂层成分与工艺对组织的影响 (32)
3.2.4 力学性能测试 (33)
结论 (36)
参考文献 (37)
附录A（英文文献原文） ............................................................... 错误！未定义书签。附录B（英文文献译文） ................................................................. 错误！未定义书签。在学取得成果.. (41)
致谢 (42)
引言
在高新技术快速发展的今天，越来越多的人开始发现，科技的进步是建立在材料发展基础上的。材料的应用十分广泛，小到吃穿住行，大到国防安全，这也就让材料的安全问题显得尤为重要，而提高材料的耐磨损性能则是重中之重。
材料的耐磨性即材料抵抗摩擦作用的能力，许多因素影响着材料的这一能力，比如钢材的组织成分、金属材料的硬度等。当前，根据不同耐磨性的影响因素，研究者找到了表面合金化、表面形变强化、表面涂层强化等提高材料耐磨性的方法。
随着人们对科学与环境的探索，设备的工作条件越来越苛刻，我们要求材料具有抗震动、抗疲劳、抗氧化、耐高温等性能，所以单纯的金属材料是很难完成我们预期的工作的[1]。金属合金在高温下仍然具有很高的强度和韧性，但其抗氧化的能力较差[2]。而陶瓷材料具有良好的抗氧化性以及耐磨性，因此在金属表面制作既具有金属的强度和韧性又具有陶瓷的抗氧化性与耐磨、耐腐蚀性的涂层正越来越受到人们的欢迎[3]。本设计即对表面涂层强化进行研究探索，利用氧化铝（Al2O3）和碳化钨（WC）作为陶瓷增强相材料，以钎涂的方法在316L不锈钢表面制作陶瓷–金属复合涂层以提高不锈钢的耐磨性。
陶瓷材料与基体的结合良好，耐磨性能与力学性能优异，摩擦系数小[4]。本设计以陶瓷增强相制作的涂层来提高不锈钢表面的硬度与耐磨性能，预计可以提高不锈钢基体的表面硬度2倍以上，提高耐磨性1倍以上，并可以将此技术投入大批量的生产中，为我国的工业发展做出贡献。
1 文献综述
1.1 陶瓷涂层的分类
陶瓷涂层的种类有很多，我们可以用多种方法将其分类。按制作涂层的工艺方法可分为喷涂涂层、气相沉积及扩散涂层、熔烧涂层、电化学工艺涂层、低温烘烤涂层、溶胶-凝胶涂层及原位反应涂层等，按涂层成分可分为氧化物涂层、非氧化物涂层、硅酸盐系涂层及复合陶瓷涂层等，按涂层的性能与用途可分为温控涂层（包括温控、隔热、红外辐射涂层等）、摩擦涂层（包括减磨、耐磨、润滑涂层）、耐热涂层（包括抗高温氧化、抗腐蚀、热处理保护涂层等）、电性能涂层（包括导电、绝缘涂层等）、特种性能涂层（包括电磁波吸收、防原子辐射涂层等）及工艺性能涂层等[5]。
Al2O3具有很高的硬度及抗腐蚀性，所以Al2O3陶瓷涂层在耐腐蚀性及耐磨性环境之中对基体具有一定的保护的作用[6]。况军等[7]研究了利用激光熔覆法在45# 钢基体表面制备的Al2O3/Ni涂层的组织和性能。结果表明，加入Al2O3后可以使涂层组织更加均匀，还可以提高涂层的耐磨性和耐腐蚀性。
WC具有高硬度、高熔点及较高的稳定性，WC颗粒与铁基金属的润湿良好，润湿角为零，而且WC与其他陶瓷增强相(如碳化钛等)相比之下更容易制备，所以WC作为陶瓷增强相越来越受到人们的重视，并得到了广泛的应用[8]。Wu P等[9]采用激光熔覆法制备了以WC作为增强相的梯度涂层，获得了没有气孔和裂纹的高质量涂层。
针对锌锅沉没辊辊轴与辊套的耐磨性问题，本设计分别选用Al2O3与WC两种陶瓷增强相在316L不锈钢表面制备陶瓷涂层以提高基体的硬度和耐磨性。
1.2 陶瓷涂层的制备方法
陶瓷涂层的制备方法多种多样，例如热喷涂法、溶胶–凝胶法、激光熔覆法、自蔓延高温合成法、电火花沉积法、气相沉积法等[10]。下面我们来分别介绍。
（1）热喷涂法
热喷涂法是由瑞士的M U Se-hoop[11]在1910年发明的，是为了提高基体材料性质，用高温热源将待喷涂的材料熔融，使用高速射流令其雾化，然后再喷在基体上得到
涂层的一种技术。它对基体材料要求低，能喷涂的材料有很多，涂层的厚度可以控制，喷涂沉积速度快，经济效益高。如果用热喷涂技术制备陶瓷涂层，可以把陶瓷的耐高温、耐腐蚀、耐磨等特性与金属的韧性、导电导热性结合起来，获得理想的成品，已成为当今复合材料研究领域的重要发展方向[12]。但是，热喷涂也会产生夹杂与孔隙等缺陷，并存在热能利用率较低等问题。热喷涂包括的方法很多，根据热源不同可分为火焰喷涂、爆炸喷涂、超声速火焰喷涂、等离子喷涂等[10]。
火焰喷涂是以氧–燃料气体火焰作为热源，通过火焰喷枪实现的喷涂方法。应用最广的燃料气体是乙炔气。陈文华等[13]通过优化热障梯度涂层及过渡层的成分用氧–乙炔火焰法制备了组织致密、冶金结合良好的Al2O3/Fe热障梯度涂层。涂层中Al2O3分布均匀，从基体到表面的化学成分呈梯度分布，涂层表面Al2O3含量接近100%。该涂层比普通的纯Al2O3涂层结合力更高，耐热冲击性和弯曲强度也大大提升。
爆炸喷涂是以热能的突然爆发来加热熔化喷涂材料并使喷涂材料熔粒加速的热喷涂方法。一般用氧–乙炔气体混合由电火花点火发生爆炸，以产生热量和冲击波。该方法可以获得优良的涂层质量，但是喷涂时会产生强烈的噪音，而且会有微粒向周围扩散，影响环境[14]。柯培玲等[15]应用了爆炸喷涂技术完成了镍基高温合金基体上双层结构热障涂层中陶瓷顶层的制备，结果表明涂层的抗热冲击性能很好，但由于在热循环过程中产生的热应力和粘结氧化物生长应力等会引起陶瓷层内部产生裂纹，最后导致涂层失效。
超声速火焰喷涂是20世纪80年代初出现的一种新型热喷涂技术，它是在火焰喷涂技术上发展出来的，也叫做高速火焰喷涂[16]。该方法可以产生3200℃的高压燃气流，速度可以达到1500m/s，产生结合强度很高的致密涂层[17]。刘爽等[18]利用超声速火焰喷涂制备了Fe – Al/SiC复合涂层，该涂层具有良好的耐热耐蚀能力，经过150h的涂盐热腐蚀后，涂层的腐蚀增重值大约只有基体的30%。
等离子喷涂技术是人们目前制备陶瓷涂层的主要方法之一[19]。该方法不需要大规模的真空装置，喷涂材料不受限制，涂层形成速度快而且还可以形成高熔点材料的涂层。等离子喷涂Al2O3陶瓷涂层的化学性能比较稳定、硬度较高、导热较差，经常应用于耐磨、耐热、耐腐蚀的涂层，但该方法不易喷涂小管径管道的内壁。冼文锋等[20]研究了等
离子ZrO2涂层在水淬和火焰喷烧下的抗热震性能。结果表明涂层在火焰喷涂条件下的性能优于在水淬，涂层中的孔隙加速了涂层裂纹的扩展。
（2）溶胶–凝胶法
溶胶–凝胶法是由湿法化学发展形成的一种陶瓷涂层制备工艺，是一种在低温下制备陶瓷涂层的方法。其基本原理是将金属化合物的前驱体溶于溶剂中，在催化剂的作用下，与溶剂产生水解或醇解反应，生成物聚集成溶胶，以溶胶对基体表面进行涂膜处理，溶胶经凝胶化后得到干凝胶，之后再经过热处理得到陶瓷涂层[21]。溶胶–凝胶方法工艺简单，成本低，而且可以在远低于陶瓷烧结温度下获得致密的高质量涂层，但通常整个溶胶-凝胶过程所需时间较长，而且凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中容易产生收缩[10]。
马卉等[22]在2010年分别用溶胶-凝胶法和料浆法制备了莫来石和氧化铝涂层。利用溶胶- 凝胶法，当溶胶加热时间为7h，溶胶浓度在0.094×10-3mol/ml和0.117×10-
3mol/ml之间，3℃/min升温速率下可制做出覆盖完全而致密的莫来石陶瓷膜的涂层，抗热震性实验和抗高温氧化实验表明在950℃灼烧的涂层与基体结合强度较好。采用料浆法在不锈钢基体上制备陶瓷涂层，料浆中以水玻璃为粘结剂涂覆的陶瓷涂层与不锈钢基体结合良好。
（3）激光熔覆法
激光熔覆技术兴起于在20世纪80年代末，被视为最有价值的表面强化方法[23]。该方法是以激光当做热源在基体表面熔接一层材料，使廉价材料表层形成和基体材料成分、组织性能相异的表面熔覆层。激光熔覆可以实现基体与涂层的冶金结合，得到具有特殊性能的涂层，达到表面改性以及表面修复，从而显著改善基体的耐磨、抗氧化、耐热、耐腐蚀等能力，而且冷却速度快，组织细小，固溶度大。但是熔覆层质量不稳定，存在气孔、裂纹、变形、烧损、氧化和表面不平的缺陷，而且激光设备价格昂贵、操作困难，使激光熔覆的成本提高[24]。
王利蕊等[25]利用了激光熔覆法在42SiMn表面熔覆出了纳米SiC涂层。选用合理的工艺参数即可获得质量较好的涂层，但SiC晶粒尺寸有所增大，而且熔覆过程中存在分解反应。
（4）自蔓延高温合成法
自蔓延高温合成法(SHS)是利用原料发生放热反应，反应产物沉积在基体上形成涂层的技术[10]。该技术通常是在基体上预置成分梯度变化的涂层材料，然后局部点火引燃化学反应，化学反应放出的热量可以使反应继续进行，同时基体表面短时间内高温熔化，涂层与金属基体之间通过冶金结合获得高粘结强度的梯度涂层[26]。当前的SHS涂层工艺中被广泛研究的有SHS铸渗涂层、SHS喷射沉积涂层和气相传输SHS涂层[10]。该工艺解决了结构陶瓷熔点高、成本高、不易加工等制约因素，在高熔点、高硬度材料涂层的制备上作出了巨大贡献。
林峰等[27]在自蔓延高温合成技术的基础上，结合了氧–乙炔火焰喷涂技术，对SHS反应火焰喷涂技术进行了研究。从理论和工艺两个方面研究了自蔓延高温合成反应火焰喷涂技术的规律和影响因素，并且提出了自蔓延高温合成反应火焰喷涂的基本步骤和热喷涂条件下的反应机理。喷涂团聚粉的粒度不同，得到的涂层中产物相以及产物所占比例也不相同，减小粒度可以使涂层的孔隙率下降。
（5）电火花沉积法
电火花沉积法是一种具有低应力，低变形特点的表面强化工艺，该工艺的基本原理是利用电源存储的电能使旋转电极在与工件接触的短时间内产生高频的火花放电，放电的微波区内产生很高的温度，形成空气电离通道，该高温把作为电极的导电材料迅速熔化，与工件基体表面产生瞬间高温高压的冶金过程；并且在高温和电场的作用下，电极材料通过熔渗、扩散到母材基体中，形成冶金结合的涂层[28]。使用电火花沉积技术对工件的表面进行处理，可延长设备的寿命，减少资源的消耗，有很高的环保意义[10]。
汪瑞军等[29]采用电火花沉积法在TC1合金表面制备WC-8Co强化涂层，有效地提高了合金表面的耐磨性能和硬度。
（6）气相沉积法
气相沉积法分为化学气相沉积法(CVD)和物理气相沉积法(PVD)。CVD是在基体表面上借助空间气相化学反应沉积固态薄膜的技术，PVD是采用加热或高能束轰击的方法使待镀材料蒸发成气态并将待镀材料沉淀在工件表面得到涂层的技术[10]。
夏正月等[30]用等离子体增强CVD制备了氢化非晶硅/二氧化硅多层薄膜，通过两步热退火法获得了可控尺寸的纳米硅/二氧化硅多层结构。Q·Luo等[31]利用非平衡磁控溅射技术制备了TiAlCrYN涂层，试验结果表明，Y的加入进一步提高了涂层的高温抗氧化性能。
（7）热浸铝工艺
热浸镀铝技术（HDA）是一种工业化的技术，它是将经过处理的钢铁材料放入一定温度的铝液中保温适当时间，使固态铁和液态铝之间发生一系列物理化学反应，通过扩散和吸附在钢铁表面形成镀铝层和铁铝扩散层，从而达到表面保护和强化的作用[32]。
钢材的热浸铝过程是铝与铁之间相互润湿、熔化、扩散和生长的过程[33，34]。钢材经热浸铝处理后，镀铝层厚度较大，并在镀铝层和基材之间形成了Fe – Al合金层，镀层与基材之间的结合非常牢靠，能够大幅度提高钢材的耐腐蚀性和抗高温氧化性能，可使钢材的使用温度提高或延长高温使用周期。
钢基材表面获得镀铝层后，由于Al元素的化学活性高，镀层表面会自然生成一层Al2O3膜，使其耐腐蚀性和抗高温氧化性能得到大幅提高。但在空气中形成Al2O3较薄，分布不均匀，难于满足一些条件比较苛刻的要求，也不能发挥出Al2O3耐磨性的特点。为了获得高质量Al2O3涂层，工业上常采用高温氧化、微弧氧化、电泳沉积等方法法来获得Al2O3涂层。
关君实[35]学者通过无机熔融盐电镀的方法在Q235钢上获得了镀铝层，并对所得镀铝层进行了高温氧化实验。在700℃获得了Al2O3薄膜，极大地提高了镀铝层表面的硬度。
Y. Y. Chang等[36]将冷轧9Cr-1Mo 钢片放入熔融Al-7wt.%Si 中进行热浸镀处理，获得了厚度为25μm的镀层，并在850℃中进行高温氧化处理。实验表明，在氧化开始的1h内，氧化速率很快，之后速率降低，试样表面形成了γ-Al2O3，呈纳米棒状离散分布。表面γ-Al2O3与基材之间为多孔状的FeAl合金层，孔洞的形成是由于合金层的Al 元素与空气中O 结合生成Al2O3，随着Al元素的不断氧化，孔洞也有增大增多的趋势。
1.3 钎涂工艺
近年来，我们开发出了一种新的涂层制备工艺，即钎涂技术。钎涂技术是借助钎焊的原理，利用液态钎料合金在基体金属上的润湿和铺展，在基体表面形成一种具有特殊性能涂层的材料表面加工技术。
利用钎涂技术既可以制备具有特定性能的金属涂层，也可以通过在涂层材料中添加陶瓷增强相(如碳化物、硼化物、氧化物等)方便地制备陶瓷/金属复合耐磨涂层[37]。与传统的涂层技术相比，钎涂技术具有如下特点：(1)涂层与基体之间为冶金结合，结合强度高; (2)涂层中陶瓷相含量范围宽(0~70%)，且组织均匀、致密、孔隙率低；(3)可制备涂层的厚度范围大，既可制备50~60μm的薄涂层，也可获得3~4mm的厚涂层；(4)涂层表面光滑、质量好、加工精度高，对于一般应用只需少量加工甚至无需加工[38]。因此钎涂是一种很有前途的加工方法。
（1）钎涂的原理
从实质上来说，钎涂就是一种特殊的钎焊。与常规钎焊不同的是钎涂的材料由两部分组成：一部分是通常所用的钎料，它的熔化温度较低，称为低熔点组分；另一部分是熔点高的硬质合金，称为高熔点组分。
理论上来讲，任何一种钎料都可以作为钎涂材料的低熔点组分。但是作为耐磨层，钎料本身要具有一定的硬度。钎料的流动性要好，以形成光滑的表面。对高熔点组分，即硬质合金的要求是：硬度高、不能太脆、稳定性好、容易被钎料湿润。
要想得到良好的涂层,作为粘结相的钎料合金与作为硬质相的陶瓷之间必须有较好的润湿性,满足这样条件的合金与陶瓷组合非常有限目前用于钎涂的钎料合金仅限于镍基钎料(BNi82CrBSiB,BNi76CrP),陶瓷相仅限于WC和Cr3C2等[39-41]。
（2）镍基钎料
当要求钎焊件在较高的温度下进行的时候，我们一般采用镍基钎料。镍基钎料以金属镍为基体，然后添加能降低熔点且能提高热强度的元素，如硼、铬、硅等。标准镍基钎料的成分和熔化特性列于表1.1[4]。
表1.1 标准镍基钎料
牌号
度℃度℃Ni Cr B Si Fe C P
BNi74CrSiB 余
量
13~15 2.75~3.5 4~5 4~5 0.6~0.9 —975~1038 1065~1205
BNi75CrSiB 余
量
13~15 2.75~3.5 4~5 4~5 0.06 —975~1075 1075~1205
BNi82CrSiB 余
量
6~8 2.75~3.5 4~5 2.5~3.5 0.06 —970~1000 1010~1175
BNi76CrP 余
量
13~15 0.01 0.1 0.2 0.08 9.7~10.5 890 925~1040
BNi74CrSiB含铬量高，钎焊的时候硼和碳向基体扩散，会使钎缝的重熔温度提升。它有良好的高温性能，应用于在高温下承受大应力的部件。
BNi75CrSiB的熔化温度比BNi74CrSiB高，流动性相对差一些。但其含碳量低，能减少碳向基体的扩散，钎料和基体的作用减弱，可用来钎焊比BNi74CrSiB薄一些的工件。BNi75CrSiB也具有很好的高温性能，用途与BNi74CrSiB类似。
BNi82CrSiB的熔化温度比以上两种钎料都要低，可以在较低温度下进行钎焊，钎料与基体的作用较弱，可用来钎焊较薄的工件。钎料的熔化温度间隔小，流动性很好。由于该钎料含铬量低，焊接接头的抗氧化性比用BNi75CrSiB焊的稍差。本设计所选用的镍基钎料即为BNi82CrSiB（BNi2）。
BNi76CrP是镍基钎料中熔化温度最低的钎料之一，它属于共晶成分，流动性非常好，可以流入缝隙很小的接头，钎料对基体的溶蚀作用也较小。BNi76CrP含有较多的铬，耐热性能较好。但该钎料的高温性能比镍铬硼硅和镍硼硅钎料还是低得多。这种钎料主要用于焊接不锈钢薄件。因该钎料不含硼，也特别适用于核领域[4]。
（3）钎涂工艺
根据涂层厚度和制备方法的不同，钎涂可以分成悬浮法和片状法。悬浮法即将细颗粒(直径约15μm)的硬质合金以及细颗粒钎料粉用溶剂和黏结剂充分搅拌，直到成为悬浮状。然后将工件浸在悬浮液中，或将悬浮液喷涂在工件上，或用丝网印刷等方法将悬浮液涂抹在工件表面，每次涂抹的厚度为0.05到0.1mm。如果想要得到更厚的涂层，就要先将涂层干燥，再用上述方法继续涂抹，直到达到所要求的涂层厚度。
如果要取得0.5到3mm厚度的涂层，就可以用片状法，如图1.1所示。片状法即先将钎料和硬质合金单独做成片状，将细颗粒的球状钎料或细颗粒硬质合金用有机物黏结剂混合均匀，再用常规方法加工到所需厚度。钎料或硬质合金粉末经黏结剂黏结和压力加工后成为树胶的状结合，有一定的强度。然后将制好的片裁成需要的形状，用有机黏结剂粘在工件表面，先放合金片，后放钎料片。在接下来的加热过程中，当温度达到450℃时，黏结剂挥发，不留下残渣，这样在硬质合金之间形成了空隙，可以起到强烈的毛细作用。当加热温度超过了钎料的熔点后，液体钎料在毛细作用下通过硬质合金的间隙并润湿工件表面，继而填满整个硬质合金颗粒之间的空间，最终完成钎涂过程。
图1.1 片状法钎涂原理
1.4钎涂技术分类
钎涂技术可以采用的加热方法有很多，制备涂层时的保护气氛也各不相同。所以，钎涂技术可以从保护气氛、加热方法等几方面进行分类。根据保护气氛的不同将钎涂技术分成真空钎涂和保护气氛钎涂两种；按照加热方法的不同可分为：炉中钎涂，感应钎涂，等离子钎涂（喷焊）等等[42]。
1.4.1 按保护气氛分类
（1）真空钎涂
真空钎涂即在真空条件下的钎涂工艺，该技术可以在金属基体表面制备耐磨、防腐蚀的金属陶瓷涂层，这种涂层有很多优点：无微裂纹和微气孔，是一种连续致密的涂层，其抗氧化及抗腐蚀性能电镀层和热喷涂层要强；涂层的厚度范围较大，薄可以为0.05mm，厚可以达7mm，薄的涂层一般起防腐蚀和抗氧化的作用，厚涂层则用来耐磨和修复工件表面缺陷；涂层的成分可以根据需要来调整，涂层的硬度也可以在一定范围内变化，它的硬度上限可达HRC70 以上，该硬度是其它涂层制备工艺很难达到的，而且该涂层比堆焊层等涂层的硬度分布均匀。
真空钎涂的基本过程为：将涂层原料按设计好的成分比例调配后混合均匀，加入有机黏结剂做成料浆，对基材需要制备涂层的表面进行清洗，去除油污和氧化皮，将料浆涂覆或喷涂于基体清洗过的表面上并烘干，挥发掉有机黏结剂中的溶剂，然后在真空条件下将试样快速加热到所需的钎涂温度，保温适当的时间后在真空炉中冷却[42]。钎涂温度设定在基材的熔点以下，但在涂层固相温度以上，在该温度下合金涂层处于液化状态，使涂层与基材之间发生扩散形成冶金结合。
用真空钎涂制备金属陶瓷涂层时，常用料浆法或者喷涂法。料浆法的优点有以下几种：①在修理部件时或在摩擦部件内部可进行局部涂覆；②工艺性能优良；③即使制备多组分的复杂的涂层，也可用较简单的方法；④进行适当的热处理后可以使涂覆部件及部件过热结构复原两个过程同时进行；⑤在大型零件上制备涂层，特别是在需要局部涂覆时，经济效益非常高。用料浆法制备涂层适宜用真空气氛或氢气保护。均匀的复合涂层只能在适当温度下制得，在开始流散的温度下，涂层往往带有缺陷，但在过高的温度下，熔融的钎料会从涂层上流下来。料浆的临界厚度不仅取决于料浆的成分，还取决于温度和金属基体的成分。在料浆中加入铬等难熔物，使之难以液化，就不易沿基体表面流散，便能令涂层最大厚度显著增加。料浆法的缺点有以下几种：①料浆涂覆的方法不够完善，难以在零件上制备厚度均匀的涂层；②难以在空心零件内表面上制备涂层；③只有采用高分散性粉末才能在扩展面制备涂层。涂层性能在很大程度上取决于操作者的
熟练程度。在厚度及成分相同的条件下，料浆法制备的涂层由于不致密，其抗破裂的能力会比喷涂法制备的涂层低一些。这种缺陷是在干燥料浆中的有机组分时产生的。
真空钎涂制备涂层的材料由钴基合金、铁基合金、镍基合金以及陶瓷相组成，真空加热后在涂层中产生硬质陶瓷相化合物，分散在基体中以提高材料的耐磨性和硬度[42]。用真空钎涂制备的合金涂层多数为弥散强化型合金，其析出相主要有碳化物、硼化物以及硅化物，碳化物、硼化物会起到弥散强化的作用。合金基体及其中的碳化物、硼化物使涂层拥有良好的耐磨、耐热、抗腐蚀和抗氧化的性能。
真空钎涂的涂层材料选择受会到加热方式的影响，加热方式不同，涂层材料的选择也不同。如果用炉中电阻丝加热，由于设备的限制，能达到的温度远远低于激光、火焰、等离子、电弧的加热温度。此时选择的涂层材料为熔化温度较低的自熔合金，如铁基、钴基、镍基自熔合金。
（2）保护气氛钎涂
保护气氛钎涂的过程、涂层材料的选择、涂层厚度的范围等与真空钎涂相同，不同点在于采用了保护性气体。采用保护性气体的目的是防止涂层材料或基体在钎涂过程中氧化。常用的保护性气体主要有[43]：
①放热气体或吸热气体：这类气体主要通过天然气等气体与空气混合后燃烧制得。该类气体主要成分是氮、氢、烷、一氧化碳、二氧化碳及水蒸气。
②分解氨：这类气体是加热纯净的氨气制得的一种气体，其中含有3/4的氢气、1/4的氮及微量的水蒸气。
③氢气：这种保护气氛广泛地应用于在不锈钢和耐热钢上制备钎涂的涂层。市场上可以买到生产氢的发生器以及装在低温容器中的液化氢。通常在消耗量比较小的情况下使用氢气瓶较为经济。在有些情况下，氢气必须经过干燥，以减少氢气中的水蒸气。
④惰性气体：惰性气体氩广泛应用于炉中钎涂的某些情况。氩只能以气态或液态装入罐中供应。氦虽然非常适合用于钎涂保护气体，但其应用并不广泛，因为供应量较小。氦是一种密度很小的气体，并对所有的金属都显示出惰性。
⑤其它气体：某些氮混合气体对金属基体和涂层材料有较强的还原性，也可以
用于钎涂。
1.4.2 按加热方式分类
（1）炉中钎涂
炉中钎涂所用的设备为钎焊炉，所用装置如图1.2所示。炉中钎涂法不限于某种金属基体，也不限于某种钎涂材料，而是取决于多种因素。
钎焊炉可以是由电热、燃油、燃气或等离子加热的。选择的炉子也必须有合适的结构，能对温度、时间和保护气体提供所需要的控制，还要对温度和保护气体有适当的校准控制的装置。在传送带类型的炉子中，工件在炉中的速度必须加以控制，因为它控制着工件的保温时间。
图1.2 炉中钎涂设备示意图
炉中钎涂法主要包括涂层材料的预涂覆和加热钎涂两个过程。预涂覆是采用喷涂等方法把涂层材料涂在清洗过的基体表面，加热钎涂过程是把涂覆着涂层原材料的工件放在加热炉中，按一定的方法加热，利用炉内的高温使涂层材料熔化，使之润湿并铺展到基体表面，最终形成与基体冶金结合的涂层。
炉内钎涂具有加热、冷却和气氛保护的优点，适合平板组件、薄的涂层、不规则的工件和大批量生产的工件。由于加热和冷却可以精确地控制，所以由膨胀引起的缺陷可以减至最小，同时也可以保持工件原先的边棱。
（2）感应钎涂
感应钎涂就是通过特定的设备，利用感应快速集肤致热原理把各种自熔合金基金属陶瓷原材料熔化、涂覆于工件表面，制备出冶金结合的涂层。如果用感应钎涂制备涂层，必须仔细考虑设备、感应圈设计、基体金属、涂层材料的熔点等。每一个因素及多个因素的联合作用都是很重要的。将这些因素做适当的调节，就可以在多种金属基体上进行钎涂。
感应钎涂用的电源设备主要有三种类型，分别为间隙电火花装置、电动机发电机组和真空管振荡器。按频率高低分类，可以把电动发生器看成是低频（10000Hz 以下），间隙电火花装置为中频（20000Hz~300000Hz），真空管振荡器为中频到高频（200000~500000Hz）。
感应加热设备的一个主要部件是感应线圈，又称为工作圈。大部分的工作圈结构都比较简单，可以由用户自行制造。工作圈一般由铜管做成，但也可以做成感应块，在它内部制出冷却水的通道。在钎涂过程中要冷却工作圈，通常用循环水的方法。容量为0.75 kW的小型真空管设备可以采用空冷工作圈。
工作圈的制做要使零件的加热取得最大的热效率。在有效功率的范围内，可以用更大尺寸的通用型工作圈以适合多种焊接接头形式。铜管的匝数或者感应块的厚度取决于加热区范围的大小。工作圈的设计还要考虑到加热区域表面的不规则性以及零件的拐角影响这两点。
工作圈和待加热零件之间间隙的大小称为耦合量。通过改变零件不同部位的耦合量，从紧耦合变成松耦合，可以调节零件各部分的热输入量。这一点对于截面厚薄不均的工件是十分重要的，通过调节使每个截面都得到正确的耦合量，可以使零件各部位同时达到均匀的温度。
通过高频或者中频感应，利用工件和涂层中产生的感应电流加热熔化涂层的方法熔化涂层的效率高，费用低。针对涂层的厚度，通过改变感应的频率，可以调节熔透深度，以获得满意的熔化效果，而且可以在不预热工件的情况下熔化涂层。通过感应器的设计，可对平面涂层、圆柱形表面涂层、内孔表面涂层或其他特殊形状的涂层进行熔化
处理。但该方法不易用于不规则形状的工件，同时也存在加热不均匀而引起热应力，使涂层与基体剥离或使基体变形的问题。
（3）等离子钎涂
等离子钎涂也叫做等离子喷熔或等离子喷焊，是用等离子弧为主要热源，在金属表面制备涂层的工艺。等离子钎涂有喷涂和熔融两个过程，这两个过程是同时进行的，不分先后。
在喷涂过程中，可以均匀地加热进入弧柱的粉末。粉末随着等离子射流喷射到熔池中。由于用的是柔性弧，喷涂距离也很短，所以粉末颗粒的速度并不高，一般只呈半熔状态沉积在工件上。熔融过程是粉末颗粒沉积到工件上之后进行的。落入熔池的粉末进入转移弧的阳极区，受到高温而迅速熔化，然后将热量传递给基体。电弧由于液态合金熔池的阻挡无法穿透基体材料，因而虽然转移弧的温度高，热量集中，但是工件的熔深却不大，这使得基体材料对合金的稀释率较低。与火焰钎涂不同的是，电弧对熔池有很强的搅拌作用，这使冶金过程更充分，熔池中的气体和熔渣能充分排出，所以容易避免涂层产生缺陷或留下残渣。等离子钎涂的缺点是设备投资大，能耗很高，局部高温容易使材料的微观结构发生变化，同时容易在涂层中产生应力而使涂层与基体剥离。
1.5 钎涂涂层的研究进展
1.5.1 涂层的组织结构
对于钎涂涂层的组织结构，前人已经有过许多研究。例如自熔合金的组织结构特征是在韧性的固溶体合金基体上均匀分布着大小不等的硬质颗粒的多相组织，其相组成主要有基体相和硬质相，其中硬质相的含量可以任意调整。如M. R. Dustoor 等人[44]通过钎涂技术制备了硬质相含量分别为WC-6%Co 粒子、球形WC-12%Co 粒子以及球形WC-12%Co 粒子+粒径为2~5μm 的细小均匀WC 粒子构成的涂层。其中WC-12%Co 涂层的断裂强度最大。一般地，钎涂涂层成层状分布，如图1.3，国内外许多人发现了这种情况。而且他们还报道说在碳化物与涂层材料界面之间，涂层材料与基体界面之间都存在扩散现象，如图1.4 。合金的扩散表现为以下几方面：①不仅发生了从涂层向母材方向的C、Ni 元素的扩散，而且还发生了母材向涂层中Fe 元素的扩散（实际上也有B、Si、Cr 等元素的扩散）；②元素W 没有发生扩散，到过渡区后，随白色硬质相消
失，W 曲线的变化消失；③元素Ni、Fe 在过渡区的扩散曲线比较平缓。钎涂涂层除了层状分布的外，也有涂层组织均匀分布的情形，如图1.5、图1.6 所示。
图1.3 钎涂涂层的SEM图像图1.4 涂层材料的电子扫描曲线
图1.5 NiCrBSi涂层显微结构图1.6 钴基合金涂层SEM图像涂层的结构在很大程度上受涂层中硬质相含量的影响。有人研究发现[45]随着Ni 基复合钎涂涂层中WC-Co 含量的不同，硬质相在涂层中的分布差别较大，在含WC-
Co25Wt%的钎涂涂层中，最上层通常没有硬质相，中间层包含的硬质相最多，第三层（紧挨基体的一层）含有的硬质相含量居中；而且最上层的厚度随硬质相含量而变化，当WC-Co 为25 Wt%时，最上层厚度大约为400μm；WC-Co 含量为35 Wt%时，最上层的厚度减小一半，为200μm，而当WC-Co 含量为55 Wt%时，其厚度下降为零。1.5.2 涂层的硬度与耐磨性能
合金涂层的使用特性主要由涂层的化学组成和组织结构所决定。其次，在钎涂过程或高温使用过程中涂层与基体之间的互相扩散对合金涂层的性能也有十分重要的影响。
许多人研究认为提高钎涂涂层的硬度、涂层自身及与基体的结合强度，并在涂层中添加适量的硬质相能增加涂层的抗氧化性、抗热震性和耐磨性能。影响涂层结合强度、硬度的因素有工艺因素和成分因素。如国内有人研究Ni 基复合涂层时发现工艺参数及Co 含量影响复合涂层（WC/NiCrBSi（Co））界面的结合强度以及涂层/基体界面的结合强度和涂层的硬度。钎焊温度和钎焊时间与结合强度的关系如图1.7 所示。一般地，复合涂层的抗拉强度为100~146MPa；涂层/基体界面的结合强度为300~367MPa。而采用在1080℃保温10min 的钎焊工艺时，可以获得最高结合强度。涂层自身结合强度最高为146MPa；涂层与基体间的最高连接强度为367MPa。钎涂时间、保温时间的延长都使涂层耐磨性略微下降。另外，他们发现硬质相使涂层的硬度明显提高，而Co 含量的增加则使涂层硬度减小。涂层沿层深方向的显微硬度的变化曲线如图1.8 所示。从曲线图中可以看出：①在涂层的表层中(离界面>0.5mm)，Ni 基高硬度共晶合金基底(700～
800HV)上分布着硬度极高的硬质相(硬度高达1947HV)；②在距界面0.8～1.0mm 的范围内，曲线出现了相应的峰值与峰区。这可能与形成固溶体的Ni 金属的下渗造成硬质相在此区间相对多分布有关；③在界面附近(距界面-0.3mm～+0.3mm 区间内)，曲线变化平缓，在界面处没有明显的阶梯跳跃，这远远不同于机械结合的热喷涂、气相沉积涂层的界面处的硬度分布，它也表明在界面处真空钎焊涂层与母材的结合良好；④从界面往左，硬度值由400HV 逐渐下降，在0.3mm 以后，曲线趋于稳定，达到基体的硬度值，这与界面左侧一部分区域内，碳与合金元素发生扩散，使共析点左移，这一区域形成大量珠光体，并使之得到合金强化，而内部为基体组织的分布是相符的。S. C. Lim 等人[45]研究Ni 基复合涂层时，也发现WC-Co 含量影响Ni 基复合涂层的硬度。WC-Co 含量小于55 Wt%时，随着WC-Co 含量的增加，Ni 基复合涂层硬度也随之增大。而当WC-Co 含量达到55 Wt%时，涂层的硬度达到最大值730HV；超过此含量，涂层硬度反而下降。当WC-Co 含量达到75 Wt%时，涂层硬度发生陡降。由此相应地造成结合强度、硬度以及耐磨性能的下降。他们认为WC 粉末之间的粘结相较少，不能牢固的把它们结合起来是造成硬度下降的原因。
摘要 近年来，随着现代化工业的不断进步与发展，人们对于材料的性能要求越来越高，其中较为重要的一点便是材料的耐磨性。众所周知，磨损现象不论在科研实践还是日常生活中都是很常见的，并且若不及时更换调整便极有可能造成严重的安全事故。因此，如何提高易磨损材料的耐磨性能便显得尤为重要。 锌锅沉没辊是热浸镀锌设备中一种重要零件，我国锌锅沉没辊的辊轴与辊套需要从国外进口，不仅价格昂贵而且磨损严重，平均一周就需要更换一次设备，导致轧制的成本很高。所以锌锅沉没辊辊轴与辊套的耐磨性是一个越来越受到重视的问题。本设计旨在制备316L不锈钢表面的耐磨陶瓷涂层来缓解锌锅沉没辊的辊轴与辊套过于严重的磨损，以此延长锌锅沉没辊的辊轴与辊套的寿命，提高生产效率。 我们通常用表面合金化、表面形变强化、表面涂层强化等方法来提高材料耐磨性。本设计借助钎涂原理，分别以氧化铝和碳化钨作为陶瓷增强相材料，Ni82CrSiB合金为钎料，利用真空钎涂的方法制作出较为耐磨的陶瓷涂层，从而达到提高不锈钢表面耐磨性的要求。试验结果表明：氧化铝与钎料的润湿效果不够理想，在涂层中没能发现氧化铝相，即以氧化铝作为陶瓷增强相材料无法达到预期目标；而碳化钨颗粒在涂层中分布较均匀，涂层表面光滑，有金属光泽，并且与不锈钢表面冶金结合良好，硬度达到了不锈钢基体的6倍以上，有望大幅提高材料的耐磨性能。 关键词：金属陶瓷涂层；钎涂技术；硬度
Brazing Process of Metal-ceramic Coating on Stainless Steel Abstract In recent years, with the continuous progress and modernization of industrial development, people are increasingly demanding high-performance materials, one of the important points is the wear resistance. As we all know, the wear phenomena both in research and practice is still very common in daily life, and if not timely replacement of adjustments it is very likely result in serious accidents. Therefore, how to improve the wear resistance of the material is particularly important. The zinc pot sink roll is one of the important parts of hot dip galvanizing equipments. The bush of zinc pot sink rolls needs to be imported from abroad, and it is not only expensive but also badly worn., it needs to be replaced once per week, and that would lead to the high cost of rolling. Therefore, the wear resistance of the zinc pot sink roller bearing is a question with more and more attention. This design is in order to prepare the surface of 316L stainless steel wear-resistant ceramic coating to solve the zinc pot sink roll shaft and insert wear too serious problem to extend the life of the equipment and The main methods of improving the wear resistance for material are surface strain hardening, surface alloying, surface coating strengthened and so on. In this design, we use the braze coating principle, and make the Al2O3 and WC as ceramic reinforcement materials, Ni82CrSiB as the brazing. The method of using the vacuum braze coating to produce more wear-resistant ceramic coating, so as to improve wear resistance of the stainless steel surface requirements. The results showed that: The wetting effect of Al2O3 and brazing filler is not satisfactory, and we could not find alumina phase in the coating, that is to say, Al2O3 as the ceramic reinforcement materials can not achieve the desired goal. However, WC particles in the coating are distributed more evenly. The coating surface is smooth, with a metallic luster, and it is a good metallurgical bond with the stainless steel surface. Its hardness is more than 6 times the stainless steel substrate, and it can be required to improve the wear resistance. Key Words：metal-ceramic coating; braze coating process; hardness
陶瓷涂层 一、金属基陶瓷涂层简介 金属基陶瓷涂层是指涂在金属表面上的耐热无机保护层或表面膜的总称。他能改变金属底材料外表面的形貌、结构及化学组成，并赋予底材料新的性能。涂层的种类很多；按其组成可分为硅酸盐系涂层、氧化物涂层、非氧化物涂层及复合陶瓷涂层等，按工艺方法可分为熔烧涂层、喷涂涂层、气相沉积及扩散涂层、低温烘烤涂层、电化学工艺涂层、溶胶-凝胶涂层及原位原位反应涂层等；按其性能与用途可分为温控涂层（包括温控、隔热、红外辐射涂层等）、耐热涂层（包括抗高温氧化、抗腐蚀、热处理保护涂层等）、摩擦涂层（包括减磨、耐磨润滑涂层）、电性能涂层（包括导电、绝缘涂层等）、特种性能涂层（包括电磁波吸收、防原子辐射涂层等）及工艺性能涂层等。 二、金属基陶瓷涂层制备技术 1．喷涂法（等离子喷涂法） 2．化学气相沉积法（CVD）：在相当高的温度下，混合气体与基体的表面相互作用，使混合气体的某些成分分解，并在基体表面形成一种金属或化合物的固态薄膜镀层。 3．物理气相沉积法（PVD）：离子镀法、溅射法、蒸镀法、离子注入等，离子化使镀层更致密。目前CVD和PVD的界限已不明显，两者相互渗透，CVD技术引入等离子活化等物理过程，出现了PACVD技术，PVD技术也引入反应气体产生化学过程。 4．复合镀层 5．溶胶-凝胶法 6．原位反应法 三、应用 航天航空工业：航天飞机机身外皮发动机涡轮叶片燃烧室内壁齿轮箱传送装置 电力电子工业：增加介电常数 汽车工业：为了减轻重量而开发新一代汽车发动机，欧洲、日本的汽车制造厂已经采用了合金上电解沉积Ni-SiC复合镀层，这种镀层还能大大提高耐膜性能、润滑性能和耐高温氧化性能。将氧化锆陶瓷粉末喷涂在内燃机的燃烧室内壁，可提高内燃机的工作温度、节省燃料和简化结构。 切削刀具上的应用：硬度高、耐热粘结性强、化学稳定性高、切削韧性好、切削性能优良等特点。单双三层刀具，陶瓷镀层刀具寿命是原来的1-2倍，多镀层刀具是陶瓷镀层刀具寿命的0.5-1倍， 冶金和机械工业：金属的冶炼热加工和热处理都要在高温下进行，防止金属的高温氧化、渗氮、渗氧，往往在金属表面涂热处理保护涂层。 生物医学的应用：改善人体与金属的生物相容性。 石油化工：防腐 陶瓷、玻璃生产：增加强度和寿命 食品包装：耐热、高阻隔、透明度
金属陶瓷复合材料的应用 我公司提供以下热喷涂技术服务：修复各类设备主轴、曲轴以及所有轴的轴颈、轴承档、油封档、键槽的磨损、拉伤等缺陷。“锅炉四管”（水冷壁管、过热器管、预热器管和省煤器管）喷涂防护、循环硫化床锅炉、膜式壁热喷涂防护、风机叶片、拉丝塔轮、拨丝缸、水轮机的导风叶、水轮机叶片的迷宫环等部件的防汽蚀、防磨处理。大型液压油缸的陶瓷涂覆活塞杆和液压缸以及位置测量成套系统、化工泵中往复泵柱塞陶瓷涂层、机械密封环和轴套表面喷涂、陶瓷蝶阀密封面喷涂代替镶圈结构、高参数球阀喷涂陶瓷、在石油、天然气勘测和钻采过程中所用设备的关键部件如钻头、轴、轴套、灌浆泵等表面热喷涂防护。 在塑料工业设备中，塑料挤出机螺杆、塑料切碎机喷嘴、塑料薄膜生产辊。冶金工业中，连续退火炉辊、张紧辊和偏转器辊自清理炉辊、热浸镀锌用沉没辊、稳定辊等先进涂层。热轧无缝管顶头的表面强化涂层、铜合金热挤压模具强化涂层。在化纤工业中，各种槽辊、锭杯、牵伸辊、导丝辊、表面陶瓷涂层、造纸烘缸表面防腐防磨防护、上光砑光棍、纸浆真空吸水箱板、印刷工业中铸铁印刷滚表面喷涂防护、陶瓷网纹辊、电晕辊。 在玻璃工业中，铜电板的抗高温氧化保护涂层、喂料柱塞和喂料管、内燃机燃烧室的热障陶瓷涂层（汽缸盖底面、活塞底面、活塞顶面、汽门全部底面缸套、活塞环、水泵动密封环、气门顶杆、增压器涡轮） 热喷涂涂层工业应用介绍 随着涂层新材料和新工艺的不断涌现，热喷涂涂层已在国民经济各个工业部门广泛地应用。加之现代计算机技术、传感测试技术、自动化及机器人技术、真空技术与热喷泉涂技术的结合和渗透，使得热喷涂技术的深入发展和工业规模化生产均有大幅度的进步和提高。对未来热喷涂发展的方向以及市场与工业规模的预测为：技术附加值高、效益好的如生物工程，航空航天，工、模具，电子工业等，但规模相对较小；要求成本低的大规模产业如汽车工业和钢结构，但技术附加值低；应用面最广的仍是机械工业，包括石油化工、轻纺、能源、冶金、航空、汽车等也均属此范畴。 热喷涂技术能赋予各类机械产品，特别是关键零部件许多特种功能涂层，形成复合材料结构具有的综合作用，真正做到了“ 好钢用在刀刃上” ，是材料科学表面技术发展的一个方向。但热喷涂技术仅通过涂层在机械产品基体表面获得一定的特殊功能，而不能代替基材或提高产品的结构性能。 钢铁长效防腐蚀涂层 由于锌、铝、锌铝、铝镁涂层的电极电位均负于钢铁，故对钢铁结构能起到阴极保护作用。从20世纪40年代起，国外已将它们喷涂于钢铁构件上作为长效抗腐涂层。国内自70年代起开始推广应用，迄今成功的实例不胜枚举。目前大面积钢结构喷涂锌、铝涂层一般采用电弧喷涂工艺，局部辅助以氧乙炔火焰线材喷涂补遗。现在国内每年采用热喷涂大面积施工工程均在数百万平方米以上。
陶瓷涂层技术知识 一、金属基陶瓷涂层简介 金属基陶瓷涂层是指涂在金属表面上的耐热无机保护层或表面膜的总称。他能改变金属底材料外表面的形貌、结构及化学组成，并赋予底材料新的性能。涂层的种类很多；按其组成可分为硅酸盐系涂层、氧化物涂层、非氧化物涂层及复合陶瓷涂层等，按工艺方法可分为熔烧涂层、喷涂涂层、气相沉积及扩散涂层、低温烘烤涂层、电化学工艺涂层、溶胶-凝胶涂层及原位原位反应涂层等；按其性能与用途可分为温控涂层（包括温控、隔热、红外辐射涂层等）、耐热涂层（包括抗高温氧化、抗腐蚀、热处理保护涂层等）、摩擦涂层（包括减磨、耐磨润滑涂层）、电性能涂层（包括导电、绝缘涂层等）、特种性能涂层（包括电磁波吸收、防原子辐射涂层等）及工艺性能涂层等。 二、金属基陶瓷涂层制备技术 1．喷涂法（等离子喷涂法） 2．化学气相沉积法（CVD）：在相当高的温度下，混合气体与基体的表面相互作用，使混合气体的某些成分分解，并在基体表面形成一种金属或化合物的固态薄膜镀层。 3．物理气相沉积法（PVD）：离子镀法、溅射法、蒸镀法、离子注入等，离子化使镀层更致密。目前CVD和PVD的界限已不明显，两者相互渗透，CVD技术引入等离子活化等物理过程，出现了PACVD技术，PVD技术也引入反应气体产生化学过程。 4．复合镀层 5．溶胶-凝胶法 6．原位反应法 三、应用 航天航空工业：航天飞机机身外皮发动机涡轮叶片燃烧室内壁齿轮箱传送装置 电力电子工业：增加介电常数 汽车工业：为了减轻重量而开发新一代汽车发动机，欧洲、日本的汽车制造厂已经采用了合金上电解沉积Ni-SiC复合镀层，这种镀层还能大大提高耐膜性能、润滑性能和耐高温氧化性能。将氧化锆陶瓷粉末喷涂在内燃机的燃烧室内壁，可提高内燃机的工作温度、节省燃料和简化结构。 切削刀具上的应用：硬度高、耐热粘结性强、化学稳定性高、切削韧性好、切削性能优良等特点。单双三层刀具，陶瓷镀层刀具寿命是原来的1-2倍，多镀层刀具是陶瓷镀层刀具寿命的0.5-1倍， 冶金和机械工业：金属的冶炼热加工和热处理都要在高温下进行，防止金属的高温氧化、渗氮、渗氧，往往在金属表面涂热处理保护涂层。 生物医学的应用：改善人体与金属的生物相容性。 石油化工：防腐 陶瓷、玻璃生产：增加强度和寿命 食品包装：耐热、高阻隔、透明度 四、发展方向 1．发展新涂层：研究解决陶瓷涂层与金属基体的热膨胀系数匹配问题，从而提高涂层与金属的结合力。 2．发展新工艺：简便、成本低、生产效率高以及产生无缺陷涂层的工艺 3．无损探伤方法，韧性、粘结强度等。 五、金属陶瓷镀膜技术在车用内燃机上的应用 为降低内燃机活塞环与气缸套表面的摩擦因数，提高发动机的机械效率，进而提高内燃机的性能，在内燃机活塞环上应用了金属陶瓷镀膜技术。采用此项技术后，发动机成本仅增加3%-5%，而整机动力性和经济性得到了明显改善，实用价值很高。
陶瓷、金属表面的MS涂层技术 陶瓷、金属表面的MS涂层技术 作者：谢华锟译 航空发动机中的生产技术 从喷气发动机开始应用以来，人们一直在不断努力进步发动机的性能。以进步喷气发动机推力、燃料消耗比为特点的高性能及环境适应性要求，一年比一年高。 为满足（适应）这些高性能的要求，对发动机本身的轻量化、透平发动机的高温化及压缩机的高压化等提出了更高的要求，在生产技术上也需有大的发展。生产技术决定了竞争力，表面改性技术是竞争力中的关键。 （1）表面改性（功能膜形成）技术 为适应高温化，在新材料开发、表面改性（功能膜形成）技术开发、冷却结构设计和生产技术开发上都得到了发展。 在航天航空领域中，喷气发动机等金属零部件上的功能膜形成技术有CVD、PVD、电镀、喷涂、堆焊等，这些技术的缺点是设备投资大，对技能的依靠性强，且有些工艺需增加清洗、制作掩膜等预处理工序及除往掩膜、边界处理等后处理工序，有些还会产生热变形、膜体剥落等题目，不适于流水线生产。 （2）新功能膜成形技术 IHI和三菱电机开发了一种能集成在机械加工生产线、可制备各种功能膜的新型成形技术，即在放电涂层技术的基础上对模具及工具加工表面进行涂层的新技术。采用该新涂层技术，金属陶瓷薄膜、厚的金属堆焊层以及金属陶瓷和金属的混合层都能形成。由于利用了放电能量，故称之为MS涂层（微弧涂层）。在此技术基础上，进而开发出了适用于各种零部件的功能薄膜或堆焊层。 MS涂层技术
MS涂层技术是采用含金属或陶瓷等成分的电极进行放电表面处理，形成耐久性、耐磨性优异的高质量功能薄膜技术。由于不需要熟练操纵职员和前后处理工序，适合于自动化生产线；又因不需要昂贵的蒸发炉等设备，简化了制造工程，用度大大降低。 （1）MS涂层的原理 将由涂层材料粉末做成的电极与被处理材料放进尽缘油中加电压，此时，电极与被处理材料间开始脉冲放电（每秒约1万次），电极材料逐渐向基体迁移，材料溶融接合，形成薄的陶瓷涂层或厚的金属堆焊层。通过选用不同的电极和加工条件，能形成致密光滑或疏松带孔的涂层组织。 （2）MS涂层的主要优点 金属表面涂层的主要方法有堆焊、喷涂、电镀等，MS涂层和这些方法相比有如下优点（见表1）。 表1 MS涂层和其它技术的比较 特性：MS涂层－电镀－堆焊－喷涂 集成于生产线：轻易－困难－困难－困难 用度：小－大－中－大 前后序处理：几乎不需要－掩膜保护－需精加工－掩膜保护 质量：稳定－可剥落－产生裂纹－可剥落 变形：没有－没有－大－有 涂层材质：陶瓷、金属－金属－金属－陶瓷、金属 环境：○－△－△－△ ①基体变形极小，没有裂纹 焊接时焊接部分的热胀冷缩很大，极易产生变形及裂缝。MS涂层时产生的是微量级的微细脉冲放电，由于在其局部反复进行溶融接合，基体的收缩受到限制，因此变形很小，没有裂纹。 ②涂层薄膜不会剥离 采用喷涂、电镀等方法时金属仅附着在基体的表面，有剥离的可能性，而MS 涂层是溶融接合，不会产生剥离。 ③能在要求位置上加工，毋需前处理工序 由于MS涂层只在电极和基体放电处天生涂层，因此不像喷涂、电镀等工艺需掩膜保护等前处理工序。 ④不依靠于技能就能确保可靠的质量
文章编号:1002-2082(2008)01-0076-05 金属陶瓷复合涂层的激光熔覆与无裂纹的实现 周圣丰,曾晓雁,胡乾午 (华中科技大学光电子科学与工程学院武汉光电国家实验室激光科学与技术研究部,湖北武汉430074) 摘 要: 鉴于传统的激光熔覆金属陶瓷复合涂层技术主要存在2方面不足:其一,熔覆效率低,导致大面积熔覆时成本昂贵;其二,由于激光熔覆本身的特点,即快速加热与快速凝固,在激光熔覆过程中,热应力极易诱导熔覆层开裂。基于此,综述了国内外激光熔覆金属陶瓷复合涂层的研究进展,指出其存在的主要问题,并提出了激光感应复合快速熔覆的新方法,即感应预热基材的同时快速激光熔覆。该方法不仅可使熔覆效率大大提高而且获得了无裂纹的金属陶瓷复合涂层。关键词: 金属陶瓷;复合涂层;激光感应复合快速熔覆 中图分类号: T N 249 文献标志码: A Realization of laser cladding and crack -free ceramic -metal composite coatings ZHOU Sheng -feng ,ZENG Xiao -y an ,HU Qia n -w u (Wuhan Na tio na l Labo rato ry for Opto electr onics ,Schoo l o f O pto elec tro nics Science and Engineering ,Huazho ng U niv er sity o f Science a nd Technolog y ,W uhan 430074,China ) Abstract :The conv entiona l technique fo r the laser cladding ceramic -metal composite coa ting m ainly has two disadv antages .Firstly ,the efficiency of its pow der depositio n is lo w and it limits the cladding rate,makes the process ra ther ex pensive for cladding o n la rg e areas.Seco ndly,due to some inherent characteristics in laser cladding technique,such as rapid heating and rapid solidification ,the residual stress induced during laser cladding co uld lead to the crack forma tio n in the composite coatings.The status quo of the dom estic and foreig n research o n laser cladding ceramic-m etal composite coa ting technique is review ed.The existing pro blem s are pointed o ut a nd a new solutio n fo r laser inductio n hy brid rapid cladding (LIHRC )is put forw ard ,w hich preheats the substrate before the la ser cladding .The efficiency of this new solutio n is higher than that o f the conv entional laser cladding and crack-free ceramic-metal com po site coating s prepa red by LIHRC. Key words :ceramic -metal ;com posite coa ting ;laser induction hybrid rapid cladding (LIHRC ) 引言 对关键机械零配件表面进行修复,虽然传统方法如堆焊和热喷涂等的效率高,涂层厚度均匀且与基材接合牢固,但由于受热过程缓慢,导致稀释率与热影响区大,陶瓷相烧损严重,而且只适合在平整表面进行熔涂。而激光熔覆技术具有能量密度 高、热变形与热影响区小、稀释率低、激光加工位置可以精确定位等优点,正成为汽车、冶金、交通等领域的关键技术,具有广阔的应用前景 [1-3] 。但由于激 光熔覆自身的特点即快速加热与快速冷却凝固,在材料表面极易形成裂纹,这已成为阻碍激光熔覆技术工业化应用难以逾越的障碍之一。为解决熔覆层 收稿日期:2007-08-20; 修回日期:2007-09-22 作者简介:周圣丰(1977-),男,湖北天门人,博士研究生,主要从事材料加工、表面激光强化与改性的研究工作。 E -mail :zho usf 1228 @https://www.doczj.com/doc/066151551.html, 第29卷第1期2008年1月 应用光学Jour nal of Applied O ptics V o l.29N o.1 J a n.2008
金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展* 马红玉，张嗣伟 石油大学(北京) 机电工程学院，北京 102200 Email:mahongyu77@https://www.doczj.com/doc/066151551.html, 摘 要：在简要回顾表面涂层技术发展历程的基础上，对金属基复合材料涂层的减摩抗磨性能和制动摩擦性能以及涂层的摩擦磨损机理和影响涂层摩擦磨损性能的若干因素的研究现状进行了综述，并指出了今后在金属基复合材料涂层摩擦学方面值得进一步研究的一些问题。 关键词：金属基复合材料涂层，减摩抗磨，制动摩擦，涂层摩擦学 1.前言 金属基复合材料涂层具有耐高温、耐磨损、导电导热性好、不吸湿、不放气、尺寸稳定、不老化等优良特性，而其优异的摩擦学性能更使它在摩擦学领域倍受青睐，因此，有关金属基复合材料涂层的摩擦磨损性能的研究方兴未艾。本文仅就金属基复合材料涂层摩擦学的研究进展作一综述。 2.表面涂层技术的发展历程 Subramanian等根据涂层的发展历程把涂层技术分为3代：第一代涂层指传统的单组分涂层，即运用单一表面工程技术制备的单组分单层涂层。如TiN涂层，已广泛应用于刀具、模具、量具及轴承；第二代指二元复合涂层，如Ti-C-N、Ti-B-N、Ti-Al-N，已初步应用于某些耐磨部件上；第三代指新近出现的多层涂层及多组元复合涂层，即运用一种或多种表面工程技术将具有不同性能的材料组合到同一体系中以得到单一材料无法具备的新的性能,因而成为目前涂层中极具应用潜力的研究对象[1,2]。 3.金属基复合材料涂层减摩抗磨性能的研究现状 3.1单一涂层 单一涂层是指传统的单组分单层涂层，主要包括金属涂层、金属化合物涂层、陶瓷涂层等。金属涂层中，采用各种金属离子注入的方法，可提高注入金属表面的硬度，降低表面的摩擦系数，提高表面抗磨损性能，如H13钢表面注入Ti离子[3]。另外，如镀铬层，它具有耐磨、减摩、耐热、耐腐蚀、摩擦系数低、防咬合等特点，能改善模具表面性能，提高模具寿命[4]。陶瓷涂层中最典型的代表是TiN涂层，研究表明[5-7]，TiN涂层与基材结合良好，与基体相比，其力学性能优异，摩擦系数小，耐磨性好，已广泛应用于各领域，特别是工模具方面。其它陶瓷涂层如Al2O3涂层、Cr2O3涂层等也都具有良好的减摩抗磨性能[8]。金属化合物*本课题得到高等学校博士学科点专项科研基金(项目编号：20020425005)资助 - 1 -
(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910287965.6 (22)申请日 2019.04.11 (71)申请人 新余学院 地址 338000 江西省新余市高新区阳光大 道2666号 (72)发明人 陈枭 李承娣 徐顺建 张小伟 简辉华 胡瑶 (74)专利代理机构 西安合创非凡知识产权代理 事务所(普通合伙) 61248 代理人 高志永 (51)Int.Cl. C23C 24/04(2006.01) C23C 26/00(2006.01) C23C 28/00(2006.01) C22C 29/08(2006.01) (54)发明名称 一种双相碳化物金属陶瓷太阳能选择性吸 收复合涂层的制备方法 (57)摘要 本发明公开了一种双相碳化物金属陶瓷太 阳能选择性吸收复合涂层的制备方法，基于双相 碳化物WC和Cr 3C 2的特点以及纳米晶粒尺寸效 应，通过冷喷涂技术实现喷涂粉末的相结构和成 分移植，达到更好地提高涂层的光学吸收性和高 温热稳定性，同时在所制备的WC/Cr 3C 2-Co和WC/ Cr 3C 2-Ni金属陶瓷涂层表面采用溶胶-凝胶法沉 积获得Al 2O 3减反层形成复合涂层，最终获得光 学吸收性能及高温热稳定性优良的复合涂层。本 发明可实现纳米结构成分移植，通过有效的塑性 变形，有利于控制粒子间结合，提高层间结合；同 时，所制备的涂层光学吸收性和高温热稳定性良 好，工艺操作简单、成本较低，特别适用于工业应 用推广。权利要求书1页 说明书3页 附图1页CN 109825829 A 2019.05.31 C N 109825829 A
激光熔覆金属陶瓷技术研究概述 高才 山东建筑大学材料学院 摘要 本文介绍了激光熔覆技术的原理、特点及工艺，总结了激光熔覆金属陶瓷复合涂层的材料体系和熔覆层的组织和性能特点，以及因为外加陶瓷颗粒与基体热物性差别大而造成了一些缺陷，而提出了原位自生和梯度涂层工艺，并介绍了它们的原理及研究现状。并指出它们仍将是激光熔覆金属陶瓷复合涂层技术的发展方向。 关键词：激光熔覆；组织与性能；原位自生；梯度涂层 Technique of laser cladding ceramic-metal composite coatings Gao Cai School of Material Science and Engineering, Shandong Jianzhu University, jinan 250101 Abstract In this paper, the principle, the characteristic and the process of the laser cladding are introduced. The material system of laser cladding ceramic-metal composite coating and the structure and the performance of the cladding layer are summarized. Because of some defects caused by the difference of physical property between ex-situ ceramic and mental, the in-situ composite and the gradient coating are proposed. The principle and the research status are also introduced. It is pointed out that they will still be the development direction of technique of laser cladding ceramic-metal composite coatings. Key words: laser cladding; structure and performance; in-situ composite; gradient coating 1、前言 在实际生产中，机械零件的失效多数发生在零件的表面或者是从表面开始的。各类磨损、腐蚀氧化所引起的失效都是发生在零件的表面；扭转或弯曲疲劳断裂失效也是从零件表面开始,逐渐向内部发展,最后导致断裂,因此,提高材料的表面性能对延长零件的使用寿命和发挥潜力起着重要作用。目前,有许多方法可用于制备具有特殊性能的表面涂层,如电镀（Cr, Ni）和各种气相沉积（PVD 和CVD）,但这些涂层都比较薄,难以满足工程上的要求；热喷涂方法制备的涂层虽然较厚,但与基体是机械结合，结合强度不够，涂层易脱落。 大功率激光器和宽带扫描装置的出现，为金属材料提供了激光表面改性这种有效的新方法。利用激光表面改性技术中很重要的激光熔覆技术，制备金属陶瓷复合涂层（也叫陶瓷颗粒增强金属基复合涂层），能将金属材料较高的强度、韧性和良好的工艺性能与陶瓷材料优异的耐磨、耐蚀、耐高温及化学稳定性有机地结合起来，极大地提高材料的表面性能，可在低级材料表面获得超硬、超强、超耐磨、超耐蚀等特种性能，尤其适用于一些在极端条件下服役的关键部件的强化，具有很好的发展前景，是目前激光熔敷技术领域研究发展的热点。 2、激光熔覆技术简介
龙源期刊网 https://www.doczj.com/doc/066151551.html, SiC晶金属陶瓷复合涂层制备技术的研究 作者：于美玲赵林 来源：《城市建设理论研究》2013年第10期 【摘要】随着科学技术与制造技术日新月异的发展,氧化铝陶瓷在现代工业中得到了深入 的发展和广泛的应用。本文介绍了SiC晶金属陶瓷在各个研究领域的应用及其制备工艺,以SiC 晶金属陶瓷性能为基础,综述了它在所应用领域的发展状况。采用泥浆预涂层反应法在C/SiC 复合材料表面制备Si/SiC涂层。通过理论计算和实验确定了制备致密不开裂涂层的泥浆配比；研究了埋粉烧结和气相硅真空反应烧结2种不同烧结气氛对Si/SiC涂层微观形貌和成分的影响；分析了不同涂层的工艺过程、工艺特点、性能以及优缺点，提出了高温反应合成涂层技术存在的问题，展望了研究发展方向。 【关键词】SiC涂层，金属陶瓷，复合涂层 中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号： 一.前言 高新技术和工业现代化的持续高速发展使得各种机械零件的工作条件日益苛刻。由于零部件的破坏往往从表面开始,表面的局部破坏又会导致零件的整体失效,因此, C/C和SiC复合材料具有诸多优异的高温性能,如高温稳定性、较高温度下低的线膨胀系数、强度随温度升高而增加、摩擦系数稳定等,在航天、化工、冶金、交通和机械工业等领域备受青睐采用包埋法在C/C 复合材料表面制备了SiC高温防氧化涂层。涂层主要由β-SiC和少量的游离Si组成,涂层表面有裂纹存在,涂层与C/C和SiC复合材料基体结合良好,呈现犬牙状结合, 在SiC晶金属陶瓷复合涂层制备技术方面得到了完美体现。 二.SiC晶金属陶瓷复合涂层 采用料浆法在C/C复合材料siC内涂层表面制备出分别适用于900℃、1300℃和1500℃长 期防氧化的陶瓷外涂层。当siC内层为采用两步包埋法制备的致密涂层时，适用于900℃的 siC/陶瓷涂层具有较好的防氧化性能，涂层试件在900℃静态空气中氧化100小时后失重率仅为0.14%， 涂层在试件在氧化过程中表现为微量失重的主要原因是陶瓷涂层在氧化温度下的缓慢挥发。陶瓷的涂层适用1400℃左右的防氧化陶瓷密封层结构为MOSIZ相分散于硼硅酸盐玻璃相之中。而且该涂层具有非常好的的抗氧化性能和抗热震性能的特点，在1400℃左右的静态空气中氧化中放置160小时和经19次1400℃。室温急冷急热循环后，涂层试样的氧化失重率可能达到仅仅的2.16%。
热喷涂耐磨涂层技术的研究现状简介 1金属涂层的研究现状 热喷涂金属涂层是研究和应用较早的耐磨涂层，常用的有金属(M o、Ni)、碳钢和低合金钢、不锈钢和Ni-C r合金系列涂层。一般采用火焰喷涂、电弧喷涂、等离子喷涂、H V OF及爆炸喷涂工艺，涂层具有与基体的结合强度较高，耐磨、抗腐蚀性能较好等优点，用于修复磨损件及机械加工超差件。 采用铝系合金等离子喷涂技术对活塞环、同步环及气缸等零件进行喷涂时，涂层具有良好的耐磨性、高结合强度及优异的耐粘着磨损性，在有润滑油的条件下具有良好的抗咬死性和抗拉伤性能。高碳钢丝、不锈钢(Cr l3型、18-8型等)合金丝是常用的耐磨耐蚀喷涂材料。具有强度较高、耐磨性好、来源广泛、价格低廉等特点。N i Cr涂层具有较好的耐热、抗腐蚀及抗冲蚀磨损的性能，可作为电站锅炉的过热器管和再热器管的防护涂层，采用火焰和等离子喷涂方法可制备具有不同组织结构的N i Cr金属耐磨涂层，涂层中孔隙率和氧化物含量较高。 2陶瓷涂层的研究现状 热喷涂陶瓷粉末包括氧化物、碳化物、硼化物、氮化物及硅化物等，是金属元素和非金属元素组成的晶体或非晶体化合物。陶瓷涂层具有高熔点、高硬度和良好的耐磨性、耐腐蚀性以及高温稳定性等特点。但喷涂陶瓷涂层工艺复杂，成本较高，而且涂层表面容易出现裂纹，抗热疲劳性能不如金属涂层；而且涂层的韧性较差，不能用于承受较大的冲击载荷。目前常用的陶瓷涂层有A12O3、 T i O2、C r2O3、Z r O2、W C、Ti C、Cr3C2、Ti B2等，一般采用等离子喷涂、火焰喷涂、H VO F和爆炸喷涂技术制备。 任靖日等研究了等离子喷涂A12O3-40%Ti O2和C r2O3陶瓷粉末涂层的滑动磨擦磨损特性，指出C r2O3涂层的耐磨性高于
材料保护 MATERIALS PROTECTION 1999年 第32卷 第1期 No.1 vol.32 1999 热喷涂高性能陶瓷涂层 邓世均 摘 要 综述了热喷涂高性能陶瓷涂层的特点，介绍了陶瓷涂层在不同工业领域的典型应用，论述了在高科技领域的发展潜力，强调了它的地位和作用。 关键词 热喷涂 陶瓷涂层 典型应用 1 引 言 80年代初，日本开发出小型陶瓷绝热发动机，引起了全世界的关注。有人预言，人类即将进入第二个“石器时代”。 陶瓷是金属元素和非金属元素组成的晶体或非晶体化合物。它和金属材料、高分子聚合物材料一起，构成固态工程材料的三大支柱。现代已将金属陶瓷、其他无机非金属材料统归入陶瓷范畴，成为品种、功能极多的一个材料大家族。 陶瓷材料多具有离子键和共价键结构，键能高，原子间结合力强，表面自由能低，原子间距小，堆积致密，无自由电子运动。这些特性赋予了陶瓷材料高熔点、高硬度、高刚度、高化学稳定性、高绝缘绝热能力、热导率低、热膨胀系数小、摩擦系数小、无延展性等鲜明特征。 又由于陶瓷材料总含有或多或少的玻璃相和气孔，加之许多陶瓷材料具有多种晶体结构，因而其塑性变形能力差，抗热震和抗疲劳性能差。对应力集中和裂纹敏感，质脆，成为陶瓷材料的致命弱点。显然，用陶瓷作为机械结构材料，其可靠性比金属材料差，加上机械加工困难、成本高等因素，因而目前还处于初期实验阶段，距离成功的工业应用，无论在材料结构的理论上还是在生产实践上，都还有漫长的路程，难度很大。 然而，应用新型陶瓷复合粉末，采用热喷涂技术特别是等离子喷涂技术，在金属基体上制备陶瓷涂层，能把陶瓷材料的特点和金属材料的特点有机地结合起来，获得复合材料结构及制品，正成为当代复合材料及制品高科技领域的一个重要分枝。1958年，世界上第一台等离子喷涂设备在美国问世，为喷涂高熔点陶瓷涂层提供了理想的高温热源，迅即在航空发动机、火箭等尖端科技领域获得了成功的应用。80年代以来，它又迅速向传统民用工业部门扩展，其应用领域遍及能源、交通、冶金、轻纺、石化等工业部门，成效卓著。据报道，美国在90年代，陶瓷涂层的应用年增长率在12%以上。这表明，在先进国家，陶瓷涂层高科技技术将成为新世纪的一个新兴产业。 2 特 点