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第2页，共19页问题1:如何使固体材料雾化？设备原理问题2：涂层形成依据原理？问题3：涂层组织性能？5.6喷涂技术基本原理喷涂设计思想---将选定的固体材料熔化并雾化加速喷射到零部件表面,形成一种特制薄层用途：主要用于防腐蚀、耐磨、耐热等一.雾化喷射原理1.氧-乙炔雾化喷涂原理:第2页，共19页2.粉末吸入管道内，随氧输送到喷嘴处,被高温火焰加热熔化气体作用下被雾化喷射工件表面1.氧-乙炔在喷嘴燃烧产生高温材料雾化的基本过程问题：高熔点材料熔化难导致雾化难；如何解决？第2页，共19页2.等离子体电弧熔化与雾化喷涂:阴阳极间加电压,通入气体电离产生电弧（伏安曲线上弧光放电阶段）,形成高温等离子体从喷嘴处喷出.粉末被吸入到等离子体焰中,迅速熔化与雾化,喷射出去.第2页，共19页1.雾状液滴一般球形，一定动能冲击工件表面二.涂层形成原理2.产生强烈碰撞,形成扁平液滴瞬间凝固.热影响区域几十微米3.约隔0.1秒第二片形成.逐渐形成层状结构的涂层.思考：喷出金属液滴在工件表面形成涂层，类似“材料科学基础”中哪种相变过程？第2页，共19页二.涂层形成原理讨论题：1.为何可实现基体低温喷涂？涂层形成实质是液态金属材料结晶过程，结晶规律可用涂层组织分析与控制；不同点？涂层形成与结晶不同点：“不断”结晶过程。第2页，共19页讨论问题：2.判断：等离子喷涂与火焰喷涂哪种晶粒细化？为什么？3.涂层组织是否有缺陷？为什么？结论：存在疏松、空洞4-20%；氧化物与夹杂等（类似铸造缺陷）第2页，共19页喷涂主要用防腐蚀一般要后处理:涂层由无数变形粒子堆积成层状组织存在孔隙与空洞.防腐蚀涂层表面进行封闭处理、涂装处理(刷油漆)喷涂层后处理思考：如果涂层为防腐蚀涂层，容易发生何种机理腐蚀？结论：有孔区域与无空区域电极电位差别，容易发生微区电偶腐蚀第2页，共19页达克罗技术发展与工艺过程上世纪60年代开发，美国大洋公司最早应用针对盐对汽车面板等部件是腐蚀开发。5.7典型涂料技术—达克罗技术（实物）涂料防腐蚀的基本原理:涂料一般均是高分子材料（绝缘）隔断了金属与电解质间联系。多种名称：锌-铬水系涂层、片状锌片铬盐防护涂层、80年代中国叫锌-铬膜、日本叫“粉末瓦烙姆酸化皮膜第一个专利是1972年注册。与其类似使无机富锌涂层。第2页，共19页零件浸入液体溶液一浸+一甩+一烘；涂层约2-3微米；盐雾试验200小时离心机中甩炉子中300°烘干三浸+三甩+三烘；涂层约7-10微米；盐雾试验1000小时工艺过程第2页，共19页利用喷涂类似原理做成喷嘴；空气压缩机将液体变为雾状盐水：5%氯化钠雾状；模拟海洋腐蚀条件盐雾试验有个不成文的习惯：用盐雾试验相对比较不同材料各种环境下抗腐蚀性能；A样品盐雾试验效果优于B任何环境下均A优于B第2页，共19页表面组织；锌粉-铝粉-铬酸的涂层。腐蚀机理（不同观点）：铝粉、铬酐、钝化等作用，大幅度提高表面电极电位。我们的实验：对提供的平面样品600小时不出锈，一般在尖角处形成锈斑。成本：二涂+二烘4-5元/公斤80年代美国70多家，欧洲已经有60多条生产线，我国90年代初期2-3家厂引进。2009年前大规模推广推广到其他零部件（如螺栓实物）防腐蚀机理：第2页，共19页问题：核心技术？涂料的配方：国内多个单位研究涂料的主要成分是：以鳞片状锌粉、铝粉、铬酐等为基料，再添加一些还原剂与表面活化剂，加入水形成一种水溶性涂料大型企业均采用国外涂料；第2页，共19页现在应用状况问题：配方中有六价铬，起到高抗腐蚀的主要作用优点：无老化、无污染、成本低；缺点：不美观据说：欧洲汽车业全面禁止使用；美国仅剩余10余条线采用严格的环保措施第2页，共19页舰船上标准件腐蚀问题很关键；锈蚀后用气割取下立项竞争：七二五研究所中标（海洋腐蚀与防护国家重点实验室）交大技术路线：多元共渗处理+复合处理（表面改性技术）我们的结论：多层涂料技术肯定不行；依据？讨论案例1：舰船紧固件的防腐蚀设计七二五基本技术路线：标准件预处理+特种涂料1+特种涂料2+达克罗处理（技术核心：多层涂料技术）第2页，共19页达克罗最初应用件：汽车面板等与螺栓最大区别？2.理论分析：为什么？依据：1.已知失败案例1）青藏铁路（达克罗盐雾1500小时；多元仅500小时）腐蚀设计案例分析观点：涂料类防腐蚀不能用于结构受力件；否则易形成大阴极小阳极加速腐蚀（表面改性技术巨大优势）2）舰船螺栓粉末渗锌+达克罗（马所长百思不解？）（山东大学合作：试验室2000小时盐雾；48小时5年）实践结果：比没有处理的腐蚀还严重第2页，共19页腐蚀设计案例分析设计基本思路：复合层绝不会脱落内层多元共渗层高电极电位、外面复合电极电位低层；为什么多元层渗入基体绝不会脱落表面复合层电极电位低即使推落内层阴极不会腐蚀抗盐雾达到6000小时以上第2页，共19页重要名词术语与概念一.名词术语解释（基本概念、共同语言）表面工程、三类表面技术特点、平衡转变、非平衡转变、马氏体转变、热应力、组织应力、断裂模式、集肤效应、反应扩散、等离子体、CVD、PVD、PCVD、TCVD、二次电子、伏安曲线、电化学沉积、电化学当量、自催化、钝化处理、碳势、氮势、电流效率、电极电位、电极极化、红硬性、阿贝原理考试复习考试时间与地点：10.29（周四）6-7节X4350教室；考场纪律：手机装书包放前面试验各班代表与崔老师联系:13688481468第2页，共19页1相变强化表面设计基本思路与强化机理2.利用纯扩散或反应扩散设计表面改性技术基本思路与强化原理（相图）设计思想：是指为改变表层组织结构，利用基础知识，提出的思路及具体操作方案（思路决定出路）例如：渗碳与感应淬火依据原理一样，设计思想不同二.区分设计思想与依据原理第2页，共19页5.PCVD沉积薄膜设计思路6.PVD沉积薄膜设计基本思路（依据多种原理）7.电沉积技术设计思想（沉积原理；定量计算）4.TCVD沉积薄膜设计思路（依据原理化学反应）8.热喷涂技术设计思想二.区分设计思想与依据原理第2页，共19页1.马氏体相变基本规律（特征）基本性能、组织形貌；平衡转变基本规律2.残余应力产生原理及分析方法3.反应扩散原理与推论6.电沉积基本原理、4.阿贝原理（金相分析）5.气体放电原理7.定量计算（带计算器）课堂提示的一些内容、典型应用、习题三.基本原理、规律、第4页，共19页最后的话1.感谢同学们的支持（到课率问题；网评？）2.如何创新？王选“多看书、多干活”“只看书不干活净出馊主意”强调实践重要性3.打破“偶像”观念，坚信实践是检验真理唯一标准的。勇于思考、勇于实践、勇于创新。我坚信：交大学子必将成为实现伟大中国梦的核心力量。第4页，共19页信别忠魂效国志如松有缘身处国梦中竢实学子立壮志驰骋五洲八面风