納米材料因其獨(dú)特尺寸效應(yīng)帶來(lái)的卓越性能備受材料領(lǐng)域研究人員和技術(shù)人員青睞。常見(jiàn)的納米材料以粒子，纖維和晶須等形式存在。在大尺寸塊體材料的制備當(dāng)中，在某一方面或者幾方面性能優(yōu)異的納米材料常作為一種增強(qiáng)相被加入需要改善的母體（也稱為基體）材料中。目前，納米材料增強(qiáng)高分子材料，金屬或合金材料和陶瓷材料已得到廣泛的研究和應(yīng)用。通過(guò)這種方法得到的復(fù)合材料常常能得到取長(zhǎng)補(bǔ)短的質(zhì)變效果。這是因?yàn)閺?fù)合材料能超越傳統(tǒng)的合金元素強(qiáng)化的極限（因?yàn)樵赝ㄟ^(guò)固溶和第二相析出都有一個(gè)飽和值），依靠協(xié)同強(qiáng)化可得到綜合性能的改善。當(dāng)然實(shí)現(xiàn)上述愿景得考慮不同材料相界面結(jié)合和納米材料的分散的問(wèn)題。

在表面工程領(lǐng)域中，薄膜的制備有別于塊體材料。塊體材料常常用鑄造法、粉末冶金法等制備，輔之于各類(lèi)工藝加工成型，而薄膜材料的制備則豐富多彩。比較典型的有噴涂法、PVD、CVD以及各類(lèi)電鍍和化學(xué)鍍、電刷法等。其中熱噴涂法（如圖1）是目前行之有效且應(yīng)用廣泛的一類(lèi)薄膜沉積技術(shù)。再者，薄膜材料的性能不僅僅在薄膜本身，還在薄膜與基板組成的整體，這是因?yàn)楸∧づc基板的界面質(zhì)量和強(qiáng)度也至關(guān)重要。

圖1熱噴涂在工件上的應(yīng)用

然而，薄膜材料又與塊體材料存在很多共通之處。說(shuō)到底，材料的性能與其微觀組織之間永遠(yuǎn)存在直接和緊密的聯(lián)系，而強(qiáng)化材料的手段總的來(lái)說(shuō)是相似的。因此，在塊體材料風(fēng)生水起的納米材料也將有望在強(qiáng)化熱噴涂涂層方面得到重用。

圖2納米材料摻雜金屬陶瓷涂層的截面HRSEM電鏡形貌圖

目前我司自主研發(fā)了碳纖維增強(qiáng)金屬陶瓷涂層，其中制備的涂層沉積率在75%-85%之間，涂層厚度可達(dá)500μm，涂層孔隙率在1%以內(nèi)，且涂層組織均勻致密（如上圖2所示），在遭受一定外加載荷后都無(wú)顯微裂紋。涂層性能測(cè)試結(jié)果表明涂層的硬度和斷裂韌性得到加倍的提升，因此涂層在耐磨性能的工況下壽命得到質(zhì)的飛躍，磨損率能低至2.465 × 10-6 mm3 / N·m，大多數(shù)其他類(lèi)型的涂層的磨損率低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。歡迎致電我司主頁(yè)電話咨詢！

2020年10月23日