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陶瓷噴涂線的新噴法

2021-01-11 15:28:56

陶瓷噴涂線的新噴法

陶瓷噴涂線設(shè)備

長期以來,只能通過在1000攝氏度以上進(jìn)行燒結(jié)的技術(shù)來生產(chǎn)陶瓷涂層。但是,一種新穎的噴涂方法,粉末氣溶膠沉積(PAD)使它們能夠在正常室溫下生產(chǎn)。因此,它對于工業(yè)應(yīng)用非常有吸引力。
拜羅伊特大學(xué)的工程科學(xué)家Ralf Moos在Dr.-Ing教授的指導(dǎo)下,正致力于這項(xiàng)技術(shù)的不斷發(fā)展。在《先進(jìn)材料》雜志上,他們展示了其優(yōu)勢,并展示了如何針對高科技應(yīng)用優(yōu)化陶瓷膜的功能特性。
使用PAD,可以將致密的陶瓷膜應(yīng)用于非常不同類型的材料,例如鋼,玻璃,硅或甚至是塑料。為此,首先借助于載氣將干燥的陶瓷粉末轉(zhuǎn)化為氣溶膠,即氣體和固體顆粒的混合物。然后將氣霧劑輸送到真空室中,并通過噴嘴將其加速到每秒幾百米,并引導(dǎo)到要涂覆的材料上。撞擊時(shí),細(xì)小的陶瓷顆粒破裂。產(chǎn)生的碎片只有幾納米大小,具有新鮮,活躍的表面。它們形成緊密粘合的致密涂層,厚度在1到100微米之間。Ing博士解釋說:“由于其致密的微觀結(jié)構(gòu),即使在沉積之后,涂層也已經(jīng)顯示出優(yōu)異的機(jī)械性能。它們非常堅(jiān)硬并且具有良好的耐化學(xué)性?!?研究的作者J?rgExner,是大學(xué)PAD研究工作的推動力。然而,事實(shí)證明,在不進(jìn)行進(jìn)一步步驟的情況下,涂層的某些功能特性,特別是導(dǎo)電性不足。然而,在他們的新研究中,拜羅伊特的工程科學(xué)家現(xiàn)在能夠報(bào)告有效的優(yōu)化方法。
在這種情況下,晶體結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。陶瓷顆粒對材料的強(qiáng)烈沖擊會導(dǎo)致碎片中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)缺陷。這不僅影響電導(dǎo)率,而且影響其他功能特性。“通過熱后處理或所謂的回火,幾乎可以完全消除這些缺陷。我們已經(jīng)證明,所需的溫度通常比常規(guī)燒結(jié)要低得多。避免這些高溫的方法是使PAD如此具有吸引力。因此,它仍然是正確的。這項(xiàng)技術(shù)具有很高的工業(yè)潛力,尤其是在需要高質(zhì)量陶瓷涂層的地方。” Exner總結(jié)道。處理哪種類型的陶瓷材料取決于預(yù)期的技術(shù)應(yīng)用:介電陶瓷適合用作電容器,導(dǎo)電功能陶瓷適合用于傳感器,并且釔穩(wěn)定的氧化鋯用于高溫燃料電池。甚至鋰離子電池也可以這種方式生產(chǎn)。在拜羅伊特大學(xué)獲得的對陶瓷膜結(jié)構(gòu)及其功能特性的科學(xué)理解,將大大有助于以可持續(xù)的方式將高質(zhì)量涂層組件集成到復(fù)雜系統(tǒng)中的目標(biāo)。因此,例如在能量存儲和轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中的新技術(shù),或者用于環(huán)境監(jiān)測的新技術(shù),將從粉末氣溶膠沉積應(yīng)用中受益匪淺。




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