
在二十一世紀這個風起云涌的時代,經濟的全球化發展給中國的崛起帶來了一系列的機遇,同時也帶來了一系列的挑戰。這把雙刃劍帶來至關重要的一環是加速中國工業化進程,目前我國的工業建設得到了極大的發展,在建筑、交通運輸、石化、水電等眾多領域都出現了超常規增長,從而帶動了對相關配套裝備需求的飛速增長。
然而,腐蝕一直以來是裝備的克星,直接影響裝備的安全運行與使用壽命,我國每年腐蝕造成的經濟損失大約占 GDP 的 4% 左右,達數千億元。隨著尖端科學和現代工業的發展,各工業部門越來越多地要求機械設備能在高參數和極端工況條件下長期、穩定地運行,這就對材料的性能提出了更高的要求。因此,發展材料表面防護和強化技術具有極其重要的意義。
先進涂層與表面處理技術是個什么鬼?

先進涂層技術是一門賦予材料及其零部件表面特定性能、提升材料的使用價值、延長零部件使用壽命的技術。能直接將高等級涂層材料復合到低等級基體材料零部件表面,形成一種高使用性能的復合材料零部件,來替代整體使用較昂貴材料零部件,以較低的成本制造出采用其他技術難以制造的產品,是一種節能、節材、環保的新工藝技術,對于提高零件的使用壽命和可靠性,對于推動高新技術的發展,對于節約材料、節約能源、保護環境等具有重要的意義。
例如,在火箭技術中就大量采用了先進涂層防護技術。重要的部件包括噴管擴散段、喉襯、補燃筒、鼻錐及姿態控制中的受壓部件等。美國航天飛機計劃,在全部系統中約有 8000 多個零部件采用了先進涂層技術。現代新型渦輪發動機中的熱噴涂零件達到 2000多個,約 3000 多個部位,另外各機型的飛機起落架避震桿都采用了長壽命、高可靠性的硬質合金耐磨抗震涂層技術。涂層技術在船舶、鋼結構橋梁、水閘門、儲罐等裝備及設施上也起到重要作用。在惡劣環境下船舶等鋼鐵結構腐蝕嚴重,在不采取防護措施的情況下,有的船舶中修換板率達 50% 以上。采用噴涂涂層技術在鋼結構上制備長效防腐涂層可使鋼結構的防腐壽命達到 10年,甚至上 100 年,大大延長了鋼結構設施的維修周期。但我國防護涂層技術的研究和推廣應用還遠遠落后于發達國家,必須加快這方面的研發步伐。
工信部:未來十年先進涂料重點發展應用領域
新型表面處理技術概述及其未來發展趨勢
先進涂層和表面處理技術研究進展
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基于等離子噴涂的反射型激光防護涂層研究
激光技術在軍事上的主要應用之一是以激光束作為能量載體的各種激光武器。它是利用高亮度強激光束攜帶的巨大能量來摧毀或殺傷敵方飛機、導彈和衛星等目標的高技術新概念武器。
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鎂合金的腐蝕特性及防護技術
鎂合金的全面腐蝕反應描述,通常與水發生電化學反應而導致鎂的溶解,同時形成了六方結構的氫氧化物膜,并產生氫氣,鎂離子和氫氧根離子在晶體結構中呈交替排列,造成膜的基底層易開裂,因此,膜層對基體沒有保護作用。鎂合金全面腐蝕產物隨著腐蝕環境與鎂合金化學成分的不同而發生變化。
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提高鈦合金耐蝕、耐磨性的表面處理方法都在這了!
鈦合金廣泛應用于航空航天、化工及生物醫療領域,但是其硬度較低,抗磨減摩性能差,限制了其應用,因此,利用表面改性技術改善鈦合金的表面性能備受關注。通常最常用的方法是進行化學處理或化學氧化,來提高和改善基體與涂覆層的結合力以及表面的耐蝕性能。
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鋁合金陽極氧化與表面處理技術
鋁及其合金延展性好,可通過擠壓、軋制或拉拔等壓力加工手段制成各種型、板、箔、管和絲材。純鋁強度不高,但通過合金化和熱處理容易使之強化,制造高強度鋁合金,強度可以和合金鋼媲美。
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石墨烯水性復合防腐涂料的研究進展
石墨烯復合防腐涂料因兼顧石墨烯優異的化學穩定性、快速的導電性、突出的力學性能和聚合物樹脂的強附著力、良好成膜性等優點,受到越來越多涂料防護工作者的關注。然而,目前石墨烯復合防腐涂料的研究主要以溶劑型復合材料為主,環保性差。
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重防腐涂料深海環境失效行為研究
本文從深海腐蝕環境特征及重防腐涂料防護機理出發,綜述了重防腐涂料在深海環境下的失效過程及特征,對深海環境下有機涂層的失效形式進行了闡述,展望了深海環境用重防腐涂層的研究方向。
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納米復合陶瓷涂層:最強金屬防腐蝕涂層
世界每年因金屬腐蝕造成的直接經濟損失約萬億美元,我國每年因金屬腐蝕造成的直接損失高達數千億人民幣,在一些工業發達國家金屬腐蝕的損失甚至占到了年國民生產總值的5%以上,大于各種自然災害造成經濟損失的總和。
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紅外隱身涂料的研究及進展
物體溫度高于絕對零度,表面原子或分子不斷無規則運動,由此輻射出紅外線。因此在理論上,所有物體都向外發射紅外線。紅外隱身材料包括隱身涂料、隱身篷布、隱身薄膜等材料,紅外隱身涂料由于簡單易用、價格低廉,在紅外隱身領域占據重要的位置。
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新型熱障涂層陶瓷隔熱層材料
隨著航空技術的不斷發展以及對飛行速度,飛行距離及安全性能等需求的不斷提升,燃氣渦輪發動機正在向高推重比、高效率、低油耗和長壽命方向發展。高的推重比和高的燃料使用效率勢必要求提高渦輪前進口溫度(turbine inlettemperature,TIT)。高的渦輪前進口溫度對熱端部件提出了更為苛刻的要求。目前鎳基單晶高溫合金和陶瓷基復合材料(ceramic matrix composite,CMC)是制造發動機葉片的高溫結構材料。
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航天裝備材料表面處理工藝技術現狀與發展方向
航天裝備(如人造衛星、飛船、火箭等)一般要經歷地面、發射、飛行、在軌運行等環境過程,所處的空間環境變化劇烈,非常復雜,除受到地面風吹、日曬、雨露、地下潮氣和海洋鹽霧等影響外,還將承受包括高能電子流、高活性原子氧、太陽紫外照射、溫度交變循環、隕石和空間碎片沖擊等威脅。所有這些不利因素都對航天裝備材料提出了苛刻的要求。
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李美栓:探索材料高溫氧化機理 助力熱結構材料與防護涂層研發
隨著國家發展戰略的推進,高端化、高質化、高新化的產業體系如航空航天、能源、石油化工等等具有“三高”特點的優勢支柱產業正在迅速崛起。發展產業,材料先行,先進的裝備材料是高端產業發展的基礎。在服役的過程中,材料難免會受到周圍應用環境的侵蝕而發生腐蝕失效,航空發動機、渦輪機葉片、工業渦輪、航天發動機、火力發電機等的結構材料在高溫下的作業,受到高溫氧化和腐蝕。實踐證明,高溫材料本身要做到既有好的高溫強度,又具有優良的抗氧化性、抗腐蝕性能十分困難,因此需要更多深入的研究和改進。為了全面了解高溫氧化基礎研究與防護技術
未來展望

表面工程技術不僅能大大延伸基體材料的應用領域,而且解決了許多領域中材料無法滿足環境要求的問題,在人類社會的發展或人類文明的進步過程起著不可替代的重要作用。先進表面工程技術是當代材料科技、真空科技與高科技的交叉領域學科,成為了現代高新技術領域和先進制造業的重要前沿之一,在國民經濟中發揮了重要作用。
我國的表面工程技術在過去的十幾年中,已取得了重大進展,擁有自己的獨創和特色,部分應用已達到國際先進水平,但與世界發達國家相比,仍存在差距。
因此,加強自主創新,大力發展先進的表面處理技術與涂層技術,為國家重大工程建設保駕護航成為當前科技工作的重要任務。