根据涂层与坯体结台性能的陶瓷涂层选择

根据涂层与坯体结台性能的陶瓷涂层选择为了获得满足使用性能要求的陶瓷涂层，在进行涂敷前，必须进行周密、合理的涂层设计。涂层与坯体之间必须有良好的结合性能，否则涂层极易脱落。决定两者之间结合性能的因素有以下几个：（１）涂层的热膨胀系数基体与涂层的膨胀系数的差是关系到二者能否成功结合的关键。如果二者不合适，则涂层与基体很难结合：即使比较合适，也有发生脱落的可能性。问题的关键在于二者热膨胀系数的差异导致了金属与涂层界面应力的发生。这种应力状况根据二者热膨胀系数的关系有三种可能性：若涂层热膨胀与金属热膨胀相等：此时涂层与金属以相同的速度冷却收缩，它们之间没有尺寸变化差别，互不施加应力，瓷裂和变形均不发生。然而，两者之间要获得一致的热膨胀，并保证收缩完全同步没有一点应力残留是非常困难的，正如前所述，两者的收缩总会存在某种程度上的差别。若涂层热膨胀小于金属热膨胀：冷却过程中，涂层收缩长度小于会属。此时，涂层将给金属以张应力，而金属将给涂层以压应力。由于涂层的抗压强度超过抗张强度ｌＯ倍以上，约８０—１５０ｋｇ／ｍｍ２。这样，瓷层就能承受住较大的压应力，不易发生碎裂。但是，金——瓷热膨胀差过大，界面剪切应力显著提高，复合体中金属处于张应力，界面处于剪切应力，瓷层处于压应力状态。若涂瓷热膨胀系数大于金属热膨胀系数：在瓷釉冷却固化（６００－－７００℃）过程中，瓷层收缩长度大于金属，瓷层将给金属以压应力。与此相反，金属要反抗瓷层对它的压应力，将给瓷层以张应力。由于瓷的抗张强度一般在４—９ｋｇ／ｍｍ２，而且又是脆性材料，所以瓷层抗张强度很小，假若金属给予的张应力超过了瓷层的抗张强度极限时，瓷层就发生断裂。因而，瓷层中存在张应力是很不安全的。这时，金瓷复合体中金属处于压应力；界面处于剪切应力；瓷层处于张应力状态。因此，尽量选择热膨胀系数相近的瓷和合金是确保二者成功结合的重要条件。研究结果证明，Ｍα（金属热膨胀系数）与Ｐα（瓷热膨胀系数）之差等于Ｏ．９×１０-6／℃～１．５×１０-6／℃之间较为合理，若超过此范围，由于界面上温度效应产生的应力，会使涂层出现瓷裂。（2）陶瓷涂层与坯体的润湿性金属原子间以金属键结合，涂层材料离子间主要以离子键结合，另有部分情况下为共价键结合。由于固体表面能，主要来源于表面物质键性的不平衡，金属与氧化物、陶瓷之间的表面能差异较大，虽然经过处理，金属基底表面存在一层氧化膜，在金属—陶瓷之间形成过渡，但瓷粉与金属基底间的润湿性仍然是影响金—瓷结合的重要因素。熔融的瓷釉，具有尽量缩小表面面积的性能，这种性能称为表面张力。融化的釉料能否在坯体表面铺展成平滑的优质釉面，尚与釉的粘度、润湿性和表面张力有关。粘度和表面张力过大或润湿性过小的熔釉就难于在坯上铺展，而使釉厩形成波浪纹、橘釉，甚至缩釉。粘度或表面张力过小．又造成流釉、集釉，使釉层厚薄不均，而且不能拉平釉面。表面张力不会因温度而又多大变化，它相对稳定。