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热喷涂纳米涂层技术

时间:2017-08-06 16:25:28  来源:AG现金网热喷涂网整理  作者:tianzhongma

         20世纪70年代出现的纳米科技,让人们能够在原子和分子的水平上控制物质,使材料发挥出新颖、独特且极为优异的效应,也使人类进入了纳米时代。中国自2005年以来,有关纳米基础研究的论文数量就开始稳居世界第一。与此同时,不少西方发达国家在纳米材料和纳米科技应用方面不断取得研发成果。

         而今,那些传统工业材料,即具有微米或亚微米级晶粒尺寸的材料,几乎已达到了产品性能的极限。而纳米材料,即具有纳米数量级晶粒尺寸的材料,则能赋予产品奇特而优异的性能,如优越的强度、硬度、高温塑性,以及优异的耐磨抗蚀性能等。因此,纳米材料技术在高新技术和国民经济支柱产业上的应用展示了十分广阔的发展前景,也为传统企业带来了生机。

         在工艺方法和应用领域方面,表面工程都与纳米材料和纳米技术密切相关,因为特殊的表面性能是纳米材料重要而独特的性能之一。能够以多种方法制备出优于本体材料性能的表面薄层,从而赋予零部件表面耐高温、防腐蚀、耐磨损、抗疲劳、防辐射等性能,是表面工程技术的最大优点。因此,表面工程已成为当今材料科学与工程领域中一个特别重要、极具活力、充满希望、最受关注的领域。近年来,人们开始越来越多地将纳米材料和纳米技术用于表面工程,于是形成了一个“纳米表面工程”的新领域。

         以纳米材料和其他低维非平衡材料为基础的纳米表面工程是通过特定的加工技术或手段,对固体表面进行强化、改性、超精细加工或赋予表面新功能的系统工程,也是将纳米材料和纳米技术与表面工程交叉、复合、综合并开发应用。

         几年前,作为中国材料热处理教育发源地的哈尔滨工业大学的专家学者们回顾了热处理专业发展历程,即金属学、热处理及热处理车间设备专业—金属材料及热处理专业—材料科学与工程,展望了专业的未来发展,战略性地提出应该将专业定位成材料改性与控制工程。

    材料纳米改性技术的目的是:通过引入纳米改性剂,力求在纳米尺度上控制材料,以便更有效地发挥材料的性能潜力。而材料纳米改性与控制工程的发展方向应被细化定义为:针对金属、陶瓷、聚合物及其复合材料成形过程与成形后的性能需求,通过各种整体及表面处理技术和装备的设计与开发,实现对材料及成形零部件成分、组织结构、性能与变形的纳米尺度调控。其细化内涵是:材料成形过程和成形之后整体及表面纳米改性技术与装备。

    在这样的时代背景下,出现了热喷涂纳米涂层技术,这是纳米材料和热喷涂技术相结合和综合应用的结果。自热喷涂纳米涂层技术出现以来,一直作为一个特殊的应用领域而受到外国军方的重视。原因在于,舰船、飞行器和陆上高端装备等都面临着极端的服役条件,如严重的腐蚀、磨损、高温等作用,及由此造成的设备运行故障、预期寿命下降等问题。由于热喷涂纳米涂层技术可以更有效地解决上述问题,因此它在军事上的应用范围越加广泛。目前,热喷涂陶瓷纳米涂层已成为在军事上运用的较为经典的范例。

 

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