其它表面工程技術(shù)

1、第十三章 其它表面工程技術(shù)1溶膠凝膠工藝回顧第一章 緒論第二章 表面工程技術(shù)的物理、化學(xué)基礎(chǔ)第三章 表面工程技術(shù)的預(yù)處理工藝與作業(yè)環(huán)境第四章 表面淬火和表面形變強(qiáng)化技術(shù)第五章 熱擴(kuò)滲第六章 熱噴涂、噴焊與堆焊技術(shù)第七章 電鍍和化學(xué)鍍第八章 轉(zhuǎn)化膜與著色技術(shù)第九章 涂裝技術(shù)第十章 氣相沉積技術(shù)第十一章 高能束化表面改性技術(shù)第十二章 表面微細(xì)加工技術(shù)2搪瓷涂覆技術(shù)3粘涂技術(shù)一、 溶膠凝膠工藝溶膠凝膠法的基本概念 又稱膠體溶液。指在液體介質(zhì)（主要是液體）中分散了1100nm粒子(基本單元)，且在分散體系中保持固體物質(zhì)不沉淀的膠體體系。溶膠也是指微小的固體顆粒懸浮分散在液相中，并且不停地進(jìn)行布朗運(yùn)動(dòng)的

2、體系。1、溶膠(sol)注：溶膠不是物質(zhì)而是一種“狀態(tài)”。 注：凝膠是一種柔軟的半固體，由大量膠束組成三維網(wǎng)絡(luò)，膠束之間為分散介質(zhì)的極薄的薄層 是一種由金屬有機(jī)化合物、金屬無(wú)機(jī)化合物或上述兩者混合物經(jīng)過(guò)水解縮聚過(guò)程，逐漸凝膠化及相應(yīng)的后處理，而獲得氧化物或其它化合物的新工藝。2、凝膠(gel) 亦稱凍膠，是溶膠失去流動(dòng)性后，一種富含液體的半固態(tài)物質(zhì)，其中液體含量有時(shí)可高達(dá)99.5%，固體粒子則呈連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)體。3.溶膠-凝膠工藝Solution, 溶液Sol，膠體Gelation，溶膠凝膠轉(zhuǎn)變Gel，凝膠Products, 產(chǎn)物4、溶膠-凝膠法的基本過(guò)程 溶膠凝膠的典型例子豆?jié){，sol豆腐, g

3、el溶膠凝膠法制備薄膜的基本方法有機(jī)途徑無(wú)機(jī)途徑通過(guò)有機(jī)醇鹽的水解與縮聚形成凝膠采取措施使氧化物小顆粒穩(wěn)定的懸浮在特定溶劑中形成凝膠首先獲得穩(wěn)定的溶膠，其途徑有兩種： 其次，制備氧化物薄膜，最簡(jiǎn)單的方法有刷涂法和噴涂法，但最常用的是浸漬提拉法和旋覆法。Si(OC2H5)4Si(OC2H5)4 HCl H2O C2H5OH 涂層凝膠成膜 獲得SiO2薄膜金屬醇鹽添加 H2O或者 HCl的酒精溶液形成凝膠 浸漬（室溫）提拉 加熱（500 C）浸漬提拉法溶膠凝膠法的優(yōu)點(diǎn)用料少，工藝簡(jiǎn)單、廉價(jià)，便于產(chǎn)業(yè)化 工藝過(guò)程溫度低所制備的材料非常均勻可以嚴(yán)格控制反應(yīng)產(chǎn)物的成分溶膠凝膠法存在的主要問(wèn)題溶膠凝膠薄膜

4、具有多孔狀結(jié)構(gòu)薄膜對(duì)襯底的附著力差很難獲得無(wú)微觀缺陷的薄膜薄膜易被襯底污染單次循環(huán)所獲得的薄膜厚度較薄溶膠凝膠工藝的應(yīng)用超細(xì)過(guò)濾膜前驅(qū)體溶膠納米顆粒纖維濕凝膠涂層、薄膜氣凝膠多孔材料干凝膠致密塊體鐵電薄膜和導(dǎo)電薄膜傳感器薄膜表面防護(hù)薄膜二、搪瓷涂覆技術(shù)定義：將玻璃瓷釉涂覆在金屬基材表面，經(jīng)過(guò)高溫熔燒，使瓷釉與金屬基材發(fā)生交互作用，形成致密、與基材結(jié)合牢固的涂層的工藝，稱為搪瓷涂覆技術(shù)。 現(xiàn)代搪瓷制品 搪瓷涂覆技術(shù)的基本特點(diǎn) 1、釉料的基本特點(diǎn)與配制原則 （1）釉料基本特點(diǎn)： 成熟的釉料與玻璃的物理化學(xué)性質(zhì)相似，沒(méi)有明顯的熔點(diǎn)，各向同性，具有光澤，硬度大，耐酸堿腐蝕，質(zhì)地致密，不滲透液體與氣體。

5、但是，與玻璃不同釉料不是單純的硅酸鹽，它還包括氧化鈣等其他化學(xué)成分。（2）配制原則：根據(jù)基材或者坯體的熔點(diǎn)或者燒結(jié)性質(zhì)來(lái)調(diào)節(jié)釉料的熔融性質(zhì)釉料的膨脹系數(shù)和彈性模量應(yīng)該與基材的相適應(yīng)合理地選用原料2、搪瓷工藝流程制品表面預(yù)處理釉料選擇、配制與加工釉漿涂覆搪瓷燒成3、搪瓷層的基本構(gòu)成金屬層金屬與底釉的互滲層底釉層底釉與面釉的互滲層面釉層表面層4、搪瓷制品的基本特點(diǎn) （1）搪瓷是由金屬和非金屬無(wú)機(jī)材料通過(guò)特殊工藝以化學(xué)鍵方式實(shí)現(xiàn)物理化學(xué)結(jié)合而成（2）搪瓷釉近似于玻璃，而搪瓷層近似于晶體5、搪瓷涂層的應(yīng)用（1）日搪瓷 （2）藝術(shù)搪瓷（3）建筑搪瓷 （4）耐熱搪瓷（5）電子搪瓷 （6）耐磨搪瓷（7）醫(yī)用

6、搪瓷 （8）化工搪瓷（9）發(fā)光搪瓷 （10）紅外搪瓷三、粘涂技術(shù) 是指將添加有特殊填料的復(fù)合膠粘劑涂覆于清理好的零件表面，使零件具有特殊功能（如耐磨、耐蝕、絕緣、導(dǎo)電、保溫、防輻射）的一種表面工程技術(shù)。粘涂技術(shù)的基本特點(diǎn)（1）工藝簡(jiǎn)單（2）適用范圍廣粘土層的種類與構(gòu)成1 粘土層的種類按化學(xué)成份分無(wú)機(jī)涂層有機(jī)涂層按用途分填補(bǔ)涂層密封堵漏涂層耐磨涂層耐腐蝕涂層導(dǎo)電涂層耐高溫涂層耐低溫涂層保溫涂層絕緣涂層抗輻射涂層按應(yīng)用方法分一般修補(bǔ)涂層緊急修補(bǔ)涂層2 粘涂層的構(gòu)成粘膠固化劑特殊填料輔助材料3 粘土層的主要性能粘著強(qiáng)度耐磨、減摩特性耐化學(xué)腐蝕性絕緣性與導(dǎo)電性硬度、抗壓強(qiáng)度與沖擊強(qiáng)度線膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)耐溫性和耐老化性4 粘涂層的形成機(jī)理(1)粘涂層的形成機(jī)理 有機(jī)粘涂層的形成過(guò)程是粘膠與固化劑之間發(fā)生固化反應(yīng)的過(guò)程，其機(jī)理與涂裝技術(shù)中的化學(xué)反應(yīng)成膜方式基本相同。(2)粘涂層與基材的結(jié)合機(jī)理A、機(jī)械結(jié)合機(jī)理嵌裝鉤合錨合釘合樹(shù)根固定B、吸