等離子噴涂后的涂層與基體的表面結合

等離子噴涂后的涂層與基體的表面結合，在一般情況下是屬于機械結合。為了進步涂層與基體表面的結合強度，在噴涂前，對基體表面進行清洗、除油和表面粗化處理，是等離子噴涂工藝中的一個很重要的工序。 

                                                                                            等離子噴涂

科普知識：等離子噴涂后的涂層與基體的表面結合

一、基體表面的清洗、除油 

1.對滲有油脂的基體表面的清洗、除油 

（1）堿洗法 

  堿洗法是將基體表面放到氫氧化鈉或碳酸鈉等堿性溶液中，將基體表面的油脂溶解后，再用水沖刷干凈。 

（2）溶液洗滌法 

  溶液洗滌法是采用揮發性溶液，如丙酮、乙醇、汽油、三氯化乙烯和過氯乙烷乙烯等，它們的主要作用是把基體表面的礦物油溶解后，再加以清除。 

（3）蒸汽清洗法 

  蒸汽清洗法是采用三氯乙烯蒸汽進行清洗，盡管這種方法的清洗效果很好，但是對人體是有害的。 

2.對松散基體表面的清洗、除油 

  對松散基體表面（如鑄鐵件）的清洗、除油是比較難題的，盡管油脂不在其表面上，但在進行噴涂時，因為基體表面的溫度升高，松散孔中的油脂就會滲透滲出到基體表面上，這對涂層與基體的結合是極為不利的。因此，對松散的基體表面，經由清洗、除油后，還需要將其表面加熱到250攝氏度左右，盡量將油脂滲出其表面，然后再加以清除。 

二、基體表面氧化膜的處理 

  對基體表面氧化膜的處理一般采用機械的方法即可，如切削加工發和人工除銹法，也可采用硫酸或鹽酸進行酸洗。 

三、基體表面的粗化處理 

對基體表面進行粗化處理是進步涂層與基體表面機械結合強度的一個重要因素。一般常用的表面粗化處理方法有如下幾種。 

1.噴砂法（又稱吹砂法） 

噴砂法是將砂粒送入壓縮空氣流，通過噴嘴噴向基體的表面，使其獲得一定的粗拙度。 

（1）噴砂設備 

A.吸入式噴砂機 

B.壓力噴砂機 

C.離心式噴砂機 

（2）噴砂砂粒的材料 

常用的砂粒材料有冷硬鐵砂、氧化鋁砂、碳化硅砂等。 

（3）噴砂時的工藝參數 

A.噴砂砂粒的粒度和外形 

噴砂時砂粒的動能和沖擊力與砂粒粒度大小有關。粒度越大，則它所獲得的動能和沖擊力也就越大，則基體表面的噴砂效果越好。但是，砂粒粒度增大，會造成基體表面粗拙面上的凹凸距離增大；而粒度小的砂粒，能獲得細致的凹凸表面；若將兩種不同粒度的砂粒混合使用，粗拙面就可同時具備以上兩種特點。因此，現在廣泛使用不同粒度的混合砂粒，如選用砂粒的粒度為15-50目時，其中40目以上的砂粒要占40%。 

砂粒的外形一般采用多角形，以增加基體表面的粗拙度。 

B.對壓縮空氣的要求 

噴砂砂粒的噴射力和速度與壓縮空氣的壓力和流量有關。因此，要求空氣壓縮機供應的氣體必需有足夠的壓力和流量，一般噴砂時氣體的壓力為6-7公斤/立方厘米，氣體流量為0.8-1.2立方米/分鐘。 

跟著噴砂砂粒材料的不同，對氣體的壓力和流量要求也不一樣。冷硬鐵砂的強度比較高，選用氣體的壓力和流量也可偏高些；對強度較低的氧化鋁和碳化硅砂粒，選用氣體的壓力和流量要偏低些。 

噴砂時的壓縮空氣不應含有水和油，因此，空氣壓縮機應配有濾清器。 

C.噴砂前后的表面清理 

在噴砂處理前，要求基體表面進行清洗、除油，否則在噴砂時，就會將基體表面的油和水吹進基體表面的松散毛孔中去，并污染了可重復使用的砂粒。 

噴砂后的表面要保持清潔，防止泛起任何沾污現象，同時應盡快地轉入噴涂工序。 

2.機械加工法 

對軸、套類零件表面的粗化處理，可采用簡便的機械加工方法，如挑扣、開槽、滾花等。采用機械加工作為表面粗化處理，具有下列特點。 

（1）限制涂層的收縮應力 

噴涂在帶溝槽的基體表面上的涂層所泛起的應力，收到了溝槽的限制，從而可以避免泛起開裂現象。二在不帶溝槽的基體表面上噴涂后的涂層，因為涂層收縮，產生剪切應力，使涂層泛起開裂現象、 

（2）增加了結合面積 

經由機械加工粗化處理后的基體表面，可以增加它與涂層的接觸總面積，進步了整個涂層與基體表面的結合強度。 

（3）涂層中泛起多層重疊起伏現象 

多層重疊起伏現象可進步涂層與涂層間的結合強度。 

3.化學侵蝕法 

對基體表面進行化學侵蝕，使其表面晶粒上的各個晶面的侵蝕速度不同，而泛起粗拙面。 

4.電弧法（又稱電火花拉毛法） 

電弧法是將直徑比較細的鎳（或鋁）絲作為電極，在電弧作用下的電極與基體表面局部熔合，從而在基體表面上泛起比較粗的粗拙面。這種方法合用于硬度比較高的基體表面，但對較薄的零件表面不合用。 

5.激光粗化法 

該方法利用激光束快速、局部地加熱工件，實現局部急熱或急冷，可在大氣、真空等環境中進行處理。通過改變激光參數，可進行除銹和基體表面粗化加工。工件變形極小，是一種非接觸式處理方法。 

超疏水是指水滴的接觸角大于150°，動彈角小于10°的固體表面特性，類似于荷葉的自清潔機能。因為超疏水特性在自清潔、織物布料、節能減阻、生物醫學、管道防腐、仿生材料等很多方面都有非常廣闊的應用遠景，因此固體表面的超疏水改性已成為目前的研究熱門之一。 

表面粗拙結構和表面化學組成是超疏水性的必要前提，因為兩者的低機械不亂性限制了超疏水表面在實際中的應用。在天然界中，植物可以通過微納米結構的重構或開釋蠟狀的物質來修復留存其超疏水性，但是人造的超疏水表面卻很難具有植物的這種性質。因而，制備機械不亂的超疏水表面能很好的解 

陶瓷材料具有很多上風，如耐磨、性質不亂、耐侵蝕、耐高溫等，將陶瓷作為一種涂層材料，能很好地將無機材料的上風與超疏水特性結合起來，在超疏水應用領域具有巨大的應用遠景。 

通常先使用等離子熱噴涂設備和氧化鈦粉來制備耐磨層，然后再使用火焰熱噴涂設備噴涂含有聚四氟乙烯的金屬粉體來制備疏水層。  

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