随着科学技术的发展石油机械对具有综合性能的新材料提出了更高的要求。对于整体材料除了强度，抗冲击等结构性能外大多数功能如抗摩擦磨损、抗氧化、抗腐蚀及其它功能均与材料的表面状态有关。表面工程技术就是将材料表面与基体一起作为一个系统进行设计和改性,以期获得表面材料与基体本身都不可能达到的优异性能。
陶瓷材料多具有离子键和共价键结构,键能高,原子间结合力强,表面自由能低,原子间距小,堆积致密,无自由电子运动。这些特性赋予了陶瓷材料高熔点、高硬度、高刚度、高化学稳定性、高绝缘绝热能力,以及热导率低、热膨胀系数小、摩擦系数小、无延展性等鲜明特征。应用新型陶瓷复合粉末,采用热喷涂技术在金属基体上制备陶瓷涂层,把陶瓷材料的特点和金属材料的特点有机地结合起来,获得复合材料结构及制品,正成为当代复合材料及制品高科技领域的一个重要分支。
喷涂高性能陶瓷制备涂层技术具有如下特点:
(l)该技术能有机地把金属材料的强韧性、可加工性、导电导热性等和陶瓷材料的耐高温、高耐磨、高耐蚀等特点结合起来,发挥两类材料的综合优势。
(2)能够采用不同的热喷涂工艺,喷涂多种陶瓷涂层材料,获得多种功能的表面强化涂层,如耐磨、自润滑、可磨耗密封、高摩阻制动、耐腐蚀、抗氧化、耐高温、绝热、绝缘、热辐射、防辐射、屏蔽以及波长吸收、催化、超导和生物功能等,功能极广。
(3)可以不受工件尺寸和施工场所的限制。
(4)陶瓷涂层的可加工性好,涂层尺寸精度和表面粗糙度可精确控制,且涂层损坏后金属基体还可以再使用,再喷涂陶瓷涂层。
(5)能够在薄壁件、空心件和异形件等多种表面喷涂陶瓷涂层,也可以实现制品局部喷涂陶瓷涂层强化。
(6)热喷涂陶瓷涂层并非十全十美,陶瓷材料有质脆的固有弱点,与金属材料的热物理性能(如膨胀系数、热导率等)差别大,陶瓷涂层与基体材料的结合主要为机械嵌合,使陶瓷涂层不能应用于受冲击、高应力和强疲劳等工况条件。
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