兰州刀具涂层 抗高温

[1] 这种涂层排斥的一类液体叫做“非牛顿流体”，包括洗发剂、蛋奶酱、血液、油漆涂料、黏土、打印墨水等，这类液体的黏性取决于它们所受的力。而牛顿流体，如水等，其黏度与自身受力无关。
[1] 研究人员将这种纳米涂层称为“**全恐液面”，是一种叫做“聚二甲硅氧烷”的弹性塑料粒子混合物，能从立方纳米的尺度对液体形成斥力。研究人员指出，这种材料的化学成分固然重要，但更重要的是它的纹理。无论用在什么物质表面，它都能紧紧缠附在孔状结构上，由此就在这些孔中形成了更加精细的网。这种结构也意味着涂层中95%—99%的部分形成了气袋，所以接触该涂层的任何液体，几乎都无法触及它的固体表面。由于液体只能接触到织物涂层表面的细丝，因此大大减少了分子间的作用力。“当两种材料靠得足够近时，彼此会受对方所带正电或负电荷的影响。如果是固液接触，液体就会进入固体并形成扩散。这种纳米涂层使固体表面和液滴之间的相互作用大大减小。”论文通讯作者、密歇根大学材料科学与工程副教授阿妮斯·图蒂亚说，“几乎任何液体滴到上面都会立刻弹开，而不会形成浸润。目前也有其他相似的防液材料，但把一些表面张力很低的液体如油、酒精、有机酸、有机碱和多种溶剂滴在上面，会有些黏附并四下流散，这种效果并不是我们想要的。” [1] 研究人员实验了100多种液体，只有冰箱、空调中所用的两种氯氟烃能渗透涂层。在实验室，他们演示了该涂层能排斥咖啡、酱油、植物油、盐酸和硫酸，避免了衣物污染和皮肤。图迪亚说，它还能排斥汽油和多种酒精，“迄今为止，还没人演示过低表面张力非牛顿流体的弹性”。 [1]

应用
蒙皮涂层
能防护铝合金不受高速飞行时风沙和雨水冲蚀，不受海水和航空燃料的腐蚀并能改善空气动力学性能。涂层应经得住 200°C左右瞬间温度变化和强烈的日光辐照。飞机体积很大，烘烤条件受到限制，必须选用自干固化涂料，如丙烯酸或聚氨酯涂料。
发动机涂层
整台发动机，从风扇到尾喷管的主要部件无不使用涂层。发动机涂层按用途分为抗氧化耐腐蚀涂层、隔热涂层、耐磨涂层和封严涂层。
①抗氧化耐腐蚀涂层：早期发动机因工作时间短而高温合金又含有足够的铬、本身能抗氧化，所以不施加涂层。然而，随着发动机寿命的延长和温度的提高，以及高温镍基合金中铬含量降到原有的50%，已不能抵抗高温氧化和热腐蚀，需要涂层防护。高温氧化和热腐蚀是涡轮叶片损坏的主要原因,可使工作寿命缩短到300小时。涂覆涂层后高温部件工作寿命可延长2～3倍。压气机转子和静子叶片使用含铝磷(铬)酸盐涂层保护。燃烧室既可使用高温搪瓷又可涂覆含铝磷(铬)酸盐涂层。涡轮转子和静子叶片多用加有铬、钛、硅、钇等改性元素的铝化物扩散涂层或扩散障涂层。加力燃烧室使用高温搪瓷或陶瓷涂层。 发展中的金属-铬-铝-钇包覆涂层的使用寿命比扩散涂层增加一倍以上，使用温度达1100°C。这种涂层常与氧化锆基隔热涂层组合使用，可降低温度50～100°C。
②耐磨涂层：影响发动机寿命的另一个因素是高温磨损，包括撞击磨损和微振磨损。爆炸喷涂或等离子喷涂碳化钨-钴、碳化铬-镍铬涂层为有效。涂覆后，零件的耐磨损寿命可延长7～100倍，已在大型运输机的发动机上广泛使用。
③封严涂层：涂覆在发动机气流通道的间隙部分。涡轮的径向间隙每增大0.13毫米，发动机单位耗油量约增加0.5%；反之,减少0.25毫米,涡轮效率提高1%。另外，减少压气机的径向间隙还可以提高发动机的抗喘振能力，从而改善飞行安全性。常用的封严涂层要求硬度适中,既有强度又便于刮削。滑石粉涂层和镍-石墨涂层已获应用。正在研制中的氧化锆涂层能承受1300°C的高温。

二、PVD技术的发展
　　PVD技术出现于二十世纪七十年代末，由于其工艺处理温度可控制在500℃以下，因此可作为终处理工艺用于高速钢类刀具的涂层。由于采用PVD工艺可大幅度提高高速钢刀具的切削性能，所以该技术自八十年代以来得到了迅速推广，至八十年代末，工业发达国家高速钢复杂刀具的PVD涂层比例已**过60%。
　　PVD技术在高速钢刀具领域的成功应用引起了**制造业的高度重视，人们在竞相开发高性能、高可靠性涂层设备的同时，也对其应用领域的扩展尤其是在硬质合金、陶瓷类刀具中的应用进行了更加深入的研究。研究结果表明：与CVD工艺相比，PVD工艺处理温度低，在600℃以下时对刀具材料的抗弯强度无影响；薄膜内部应力状态为压应力，更适于对硬质合金精密复杂刀具的涂层；PVD工艺对环境无不利影响，符合现代绿色制造的发展方向。
随着高速切削加工时代的到来，高速钢刀具应用比例逐渐下降、硬质合金刀具和陶瓷刀具应用比例上升已成必然趋势，因此，工业发达国家自九十年代初就开始致力于硬质合金刀具PVD涂层技术的研究，至九十年代中期取得了突破性进展，PVD涂层技术已普遍应用于硬质合金立铣刀、钻头、阶梯钻、油孔钻、铰刀、丝锥、可转位铣刀片、异形刀具、焊接刀具等的涂层处理。 [1]

纳米材料涂层具有广泛变化的光学性能。它的光学透射谱可从紫外波段一直延伸到远红外波段。纳米多层组合涂层经过处理后在可见光范围内出现荧光，用于多种光学应用需要，如传感器等器件。在各种标牌表面施以纳米材料涂层，成为发光、反光标牌；改变纳米涂层的组成和特性，得到光致变色，温致变色，电致变色等效应，产生特殊的防伪，识别手段。80nm的氧化钇可作为红外屏蔽涂层，反射热的效率很高。在诸如玻璃等产品表面上涂纳米材料涂层，可以达到减少光的透射和热传递效果，产生隔热作用；在涂料中加入纳米材料，能够起到阻燃，隔热，起到防火作用。

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