货号:2019052101-C | 加工贸易形式:来料加工 | 年最大加工能力:1000 |
主要加工设备:机器 | 加工设备数量:500台(套) | 表面处理:氧化发黑 |
承涂材质:不锈钢 | 年剩余加工能力:500 |
1 纳米涂层工艺研究
纳米涂层的制造方法主要包括气相沉积、各类喷涂(含常温喷涂、火焰喷涂和等离子喷涂等)、镀覆(含电镀和化学镀)等多种方法。总的说来,利用现有的涂层技术,根据所要求的性能,添加适当的纳米材料,并对涂层工艺作相应调整,可以获得所需的纳米涂层。
1.1 气相沉积
采用化学或物***相沉积法可以在基体表面上形成纳米薄膜或得到纳米涂层。韩修训等人采用室温下磁过滤沉积法,在不锈钢基体表面上沉积TiN纳米涂层[4],这种涂层与采用直流磁控溅射法在400e时制备的TiN涂层相比,更加致密,表面平滑,耐磨性较好。张溪文等人利用普通低压化学气相沉积技术在玻璃衬底上制备了大面积的纳米硅薄膜[5],经进一步的研究表明,成膜温度对薄膜微结构有很大影响,衬底温度的提高促进了薄膜晶态率的提高和Si晶粒的长大。
1.2 纳米喷涂
热喷涂方法制备纳米结构涂层的主要优点是工艺简单,涂层和基体选择范围大,涂层厚度变化范围大,沉积***,容易形成复合涂层等。将纳米粉末用于热喷涂,需要解决两个问题:一是纳米粉末质量太小,比表面积大,在输送过程中容易导致管道堵塞,且因动量小无法在基体表面沉积成致密涂层,直接喷涂困难;二是在喷涂过程中必须***纳米颗粒不发生烧结,在最终的涂层中保持纳米晶结构。采用各种方法将分散的纳米粒子组装起来,可以提高喷涂粉末单体的质量[7]。为了在涂层中保持纳米晶结构,一般采用高速喷涂工艺,如等离子喷涂和高速火焰热喷涂等。研究表明,快速的加热和短时间的停留是抑制颗粒长大和原始扩散的主要条件[8]。等离子喷涂的工作温度虽然较高,但冷速极快(106~107K/s),粉末颗粒在火焰中的停留时间短(3~10s),在这种工艺条件下,原子来不及扩散,纳米颗粒来不及长大,因此可以在涂层中形成纳米晶[9]。
1.3 纳米涂装
近年来,将纳米颗粒用于涂料改性的研究取得了很大的进展。在普通的涂料中,添加适当的纳米颗粒,可以大幅度提高涂料的悬浮稳定性、耐水洗性、附着力、光洁度、***性等,并可同时得到一些特殊性能如光催光、吸收电磁波、防静电等。
纳米涂装的工艺研究主要集中在研究特定的纳米颗粒所具有的光、电、磁及表面物理化学性能。研究表明,纳米TiO2对紫外线具有良好的吸收和散射性能[10],将纳米TiO2加入到普通涂料中,可以提高其***性能。锐钛型TiO2在光照条件下,具有***的氧化性能,可以将空气中的有机物如NOx、SO2等氧化成相应的酸[11],因此将添加了这种纳米TiO2的光催化涂料涂覆在窗玻璃、公路栏杆等表面上,可以实现自洁净的效果[12]。纳米颗粒尺寸小于红外线和雷达波长,且具有巨大的比表面积,因而具有极好的吸波特性,纳米SiC, Co,Ni等制成的宽频微波吸收涂层,对50MHz~50GHz内的电磁波具有良好的吸收性能。将纳米TiO2, SnO2,Cr2O3等与树脂复合可以制得颜色多样的防静电涂料,且其防静电性能优于常规的碳黑防静电涂料[13]。
1.4 纳米电刷镀
电刷镀是一种在常温和无镀槽条件下,向工件表面快速电沉积金属,达到恢复工件被磨损的尺寸、强化防护材料表面、延长零件使用寿命的新技术。将纳米颗粒分散在镀液中使之与金属离子共沉积在基体表面上可以形成纳米复合镀层。由于纳米粒子具有优异的力学性能,使得复合镀层具有很好的耐磨和耐腐蚀性能[14, 15]。纳米粉末在电刷镀液中的稳定悬浮是实现纳米电刷镀的关键。在电刷镀液中加入合适的表面活性剂,利用其润湿和分散作用对纳米粉体表面进行改性,使之与镀液形成稳定的悬浮液。通过对不同种类表面活性剂对TiO2纳米颗粒润湿性的影响的研究[16],发现非极性表面活性剂对降低TiO2纳米颗粒表面能的作用。另外,镀液pH值对活性剂的润滑效果有很大影响,对于阴离子表面活性剂和非极性表面活性剂,镀液的pH值为4. 4~5. 5,而加入阳离子表面活性剂的镀液的pH值则高于5. 5[17]。采用PMAA2NH4作为表面活性剂对SiC纳米粉末进行润湿时[18],水悬浮液的pH值在5~6和8~9时最为稳定。
1.5 纳米化学镀
与普通复合镀层相比,纳米化学镀所得到的镀层不仅耐磨性好,耐腐蚀性也很强。经研究表明,镀液温度是影响酸性化学镀沉积速率的重要因素之一,当温度低于65e时,镀层增重很慢;随温度升高镀层增重加快,但温度过高会引起镀液的分解和纳米颗粒的团聚,理想的施镀温度为85~95e[19]。随着施镀时间增加,镀层先增重而后变化不大。纳米颗粒的用量也是影响复合镀的重要因素之一。适量的颗粒,有利于共沉积;含量过高,微粒聚集倾向大,反而阻碍共沉积。
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