陶瓷噴涂新的噴涂方法

長期以來，陶瓷噴涂只能通過在 1000 攝氏度以上的溫度下燒結來出產。 然而，一種新的噴涂方法，粉末氣溶膠沉積 (PAD) 答應它們在正常室溫下出產。 因此，它對產業應用非常有吸引力。 在 Dr.-Ing 教授的指導下，拜羅伊特大學的工程科學家 Ralf Moos 正致力于這項技術的不斷發展。 在《提高前輩材料》雜志上，他們展示了自己的上風，并展示了如何針對高科技應用優化陶瓷膜的功能特性。

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PAD 答應您將高密度陶瓷薄膜應用于非常不同類型的材料，例如鋼、玻璃、硅甚至塑料。為此，先通過載氣、氣體和固體顆粒的混合物將干燥的陶瓷粉末轉化為氣溶膠。
 
然后將氣溶膠輸送到真空室，通過噴嘴加速到每秒數百米，并直接噴向要涂層的材料。撞擊擊碎了陶瓷顆粒。由此產生的碎片只有幾納米大小，并具有新鮮、活躍的表面。它們形成緊密結合的高密度涂層，厚度為 1 至 100 微米。“因為涂層的微細結構，它在沉積后表現出優異的機械機能。它非常堅硬，具有精彩的耐化學性。
 

這項研究的主要作者 J?rg Exner 是一名大學生。 PAD 研究的推動力。然而，涂層的一些功能特性，尤其是導電性，已被證其實沒有進一步步驟的情況下是不夠的。然而，他們的新研究使拜羅伊特的工程科學家能夠講演有效的優化方法。
 
在這種情況下，晶體結構至關重要。陶瓷顆粒對材料的強烈沖擊會導致終碎片中泛起結構缺陷。這不僅影響電導率，而且影響其他功能特性。“通過熱后處理或所謂的回火，幾乎可以完全消除這些缺陷。我們已經證實，所需的溫度通常比常規燒結要低得多。避免這些極端高溫的方法是使PAD如斯具有吸引力。因此，它仍舊是準確的。這項技術具有很高的產業潛力，尤其是在需要高質量陶瓷涂層的地方。” Exner總結道。處理哪種類型的陶瓷材料取決于預期的技術應用：介電陶瓷噴涂適適用作電容器，導電功能陶瓷適適用于傳感器，并且釔不亂的氧化鋯用于高溫燃料電池。甚至鋰離子電池也可以這種方式出產。在拜羅伊特大學獲得的對陶瓷膜結構及其功能特性的科學理解，將大大有助于以可持續的方式將高質量涂層組件集成到復雜系統中的目標。因此，例如在能量存儲和轉換領域中的新技術，或者用于環境監測的新技術，將從粉末氣溶膠沉積應用中受益匪淺。

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