高性能陶瓷涂層也稱精細陶瓷涂層、先進陶瓷涂層、新型陶瓷涂層，是繼有機樹脂涂層、金屬及合金涂層之后出現的一類非金屬無機涂層的總稱 。

    高性能陶瓷涂層是由一系列成分和性質不同的陶瓷材料形成的新型材料。它們經常被用于金屬或合金以及陶瓷復合基上，它們的應用非常廣泛，同時通過開發出一系列的陶瓷型號來滿足特殊的需求。

    高性能陶瓷涂層的特點

    陶瓷涂層具有優異的耐磨、耐腐蝕、耐高溫以及高熱阻等優點，并且在工作過程中基本不影響基體的力學性能，因此廣泛應用在航天航空、兵器裝備、機械工程等領域。

    性能獨特：能有機地將金屬材料的強韌性、易加工性、導電導熱性等，與陶瓷材料的耐高溫、高耐磨，高耐蝕等特點結合起來，發揮兩類材料的綜合優勢。

    能夠用于制備陶瓷涂層的材料品種多

    工藝方法多，投資少，靈活方便

    能夠在不同的基體材料上沉積陶瓷涂層

    涂層功能極廣

    高性能陶瓷涂層的分類

    高性能陶瓷涂層的制備工藝

    氣相沉積法

    物理氣相沉積物理氣相沉積（Physical Vapor Deposition，PVD） 是指在真空條件下利用加熱或高能束轟擊，將鍍層材料氣化成原子、分子或離子，并通過低壓氣體或等離子體作用在基體表面沉積成涂層的工藝，目前最常用的有磁控濺射和離子鍍。

    優點：PVD技術所制備的陶瓷涂層純度高、致密性好，并且與基體結合牢固。

    缺點：PVD設備價格昂貴，生產效率低，在面向工業生產時需要投入高額成本。因此，未來的PVD技術在制備高性能陶瓷涂層時向著高效率、低成本的方向發展。

    化學氣相沉積

    化學氣相沉積（Chemical Vapor Deposition，CVD）是一種借助于多元氣體在加熱零件表面發生化學反應，由此獲得所需涂層的工藝。采用CVD技術制備涂層時，由于反應氣體的流動可使涂層元素到達復雜零件或腔體零件的任何部位，因此該工藝最大的特點是具有極高的表面涂覆率，并且目前沒有一種工藝能將之取代。

    優點：CVD技術在制備陶瓷涂層時能均勻涂覆在任何形狀復雜的零件表面，所獲得的涂層純度高、致密度高，并且與基體結合良好。

    相比于PVD技術，CVD技術還具有更高的生產效率和更低的生產成本。

    缺點：CVD技術反應溫度較高，容易導致涂層與基體結合不牢或基體變形。

    CVD技術常伴隨著有毒有害氣體產生，如果處理不當，會對健康和環境造成損害。

    因此，未來的CVD 技術在制備高性能陶瓷涂層時的發展方向是低溫、環保。

    自蔓延高溫合成

    利用原料發生發熱化學反應，產物沉積在制件基體上形成涂層的技術。

    優點：

    制作工序簡單、設備容易上手；反應時間迅速、 生產周期短；能源耗低；雜質少、生成物純度高。

    缺點：該方法需要以高度提純的金屬粉末為原材料，并不適合大規?；a，同時由于該反應速度過快，會導致實驗過程人為無法控制，存在應力集中的危害。

    高能噴涂

    高能噴涂是利用高溫、高速焰流將經過設計和特別處理的粉末粒子噴射到基體零件表面來獲得所需涂層的技術，其主要方法有電弧噴涂、火焰噴涂、等離子噴涂等。

    等離子噴涂

    等離子噴涂（PS）是利用高溫等離子體焰流將噴涂粉末加熱到熔融或高塑性狀態，然后被高速噴射到零件表面形成涂層的工藝。等離子噴涂所產生的溫度可高達20000K，幾乎可以噴涂所有的陶瓷涂層材料。

    等離子噴涂的優點：

    熱源溫度高，可制備各種陶瓷涂層材料；噴涂過程中基體升溫小，對基體零件性狀影響?。徊僮鞒绦蛏伲┕れ`活，既可以噴涂大型構件，也可以噴涂局部區域；噴涂效率高，成本低，適合于工業生產。

    激光熔覆

    激光熔覆是以激光束為熱源將涂覆在基體表面的涂層材料融化并快速凝固，獲得所需涂層。

    優點：相比于傳統涂層技術，激光熔覆在制備陶瓷涂層時冷卻速度非?？?，屬于非平衡結晶，這有利于獲得高強度的細晶甚至納米晶組織。

    缺點：但激光熔覆由于強烈的熱應力作用容易造成涂層開裂，并且激光參數對涂層質量的影響非常復雜，因此熔覆層的質量很難控制。

    因此，未來的激光熔覆技術制備高性能陶瓷涂層向著工藝簡單、質量可控的方向發展。

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責任編輯：王元

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