等離子噴塗法如何降低金屬和碳化粉的氧化程度 ?
編輯 :2022-02-14 00:00:00
近十年來
,研究人員利用PVD(包括磁控濺射
、離子束濺射
、射頻放電離子鍍
、等離子鍍
、EB-PVD等)製備納米單層薄膜和納米多層薄膜
,並取得了納米Ti(N, C, CN), (V, Al, Ti, Nb, Cr) N, SiC,,, TiN/CrN, TiN/A1N, WC-Co塗層可用於耐磨飛機軸部件的耐腐蝕性
;等離子噴塗納米塗層已用於密封航空發動機的氣路
;納米塗層已用於渦輪葉片的隔熱保護
;添加石墨烯和碳納米管複合塗層具有雷達隱身功能
。當萬泰娛樂采用常壓等離子噴塗技術在純鈦基板上製備矽化矽塗層時
,與傳統的製造工藝相比
,常壓等離子噴塗具有省時
、大麵積製造的優勢
。
但碳化矽在高溫下容易自行分解,使鍍層的厚度和強度不高
。因此
,提出了三種方法來解決這個問題
。**種是“溶膠-凝膠法”
,它以“四乙氧基矽烷
,TEOS”為前驅體
,先在碳化矽粉末外層生長二氧化矽保護層
,然後加熱噴塗
;第二種方法是采用溶膠-凝膠法
,但加入“十二烷基硫酸鈉
,SD”作為表麵活性劑
,使二氧化矽層生長得更致密
;三是添加氧化鋁
,調節碳化矽與氧化鋁的比例
。
然而
,熱噴塗有兩種工藝製程
,分別為「等離子噴塗」與「電弧噴塗」
,其應用也不太相同
,以等離子噴塗而言
,所噴塗的材料為氧化鋁和氧化釔塗層
,主要用來抵抗等離子的轟擊造成腔體的損壞
。
另外一種電弧式噴塗的工藝則是噴塗純鋁線
,使腔體內部表麵具有高粗糙度
,經過尖端放電的效果來捕捉腔體內部的帶電粒子
,防止這些粒子影響良率
。在航天產業中常見的塗層有抗高溫的熱障塗層
、可磨耗塗層
、耐高溫金屬塗層(T400
、T800)
、耐磨耗塗層等
。其中
,熱障塗層主要由兩個塗層組合而成
,分別為「鍵結層
,bond coating」和「頂層
,top coating」
,而這兩種塗層所使用的熱噴塗工藝也不相同
。 以鍵結層而言
,目前常見的工藝有「低壓
,low pressure plasma spraying, LPPS」
、「高壓高速火焰
,high velocity oxygen fuel, HVOF
、HVAF」
。
在鍵結層中所使用的材料為 MCrAlY(M= Ni
、Co
、NiCo
、CoNi)
,與頂層材料有良好的親和性
。 在頂層的工藝中目前主流為使用「大氣等離子噴塗
,atmosphere plasma spraying, APS」
,近幾年有相當多的國內外科研單位與製造商
,使用大氣等離子漿料等離子漿噴塗來進行頂層的製作
。 頂層所使用的材料為氧化釔安定氧化鋯(8YSZ)
,該材料的特色為低熱傳導係數且相較於其他的絕熱材料價格相對便宜
,這些塗層應用在各級的動葉
、靜葉
、動葉環
、燃燒桶
、密封環
、飛機起落架等各式應用
。所以,萬泰娛樂比較建議以 PEO 法取代等離子噴塗法
,因為 PEO 膜層是借由對象本身的原子鍵結所形成的
,所以附著力特別強
,比一般外部塗裝方法(如
:等離子噴塗)強太多了
。 另外
,PEO 處理後的鋁件比一般硬化
、熱處理
、鍍鉻
、陽極
、陶瓷噴著或氮化處理更經久耐用
,更少有腐蝕現象發生
。
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