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对化学材料表面处理技术的研究

发布时间: 2022-06-11 13:45:02 浏览:

摘 要:化学材料表面处理技术主要是对物体表面的化学性质进行转变,以使其达到某种特殊市场需求。该技术随着市场需求以及工业技术的不断提高,得到了一定的发展,为了解目前化学材料表面处理技术现状,笔者尝试对金刚石薄膜涂层技术、激光表面处理技术、热喷涂技术、化学镀技术、电镀法技术、表面扩散渗透技术进行了总结,并针对问题提出了一定建议。

关键词:化学材料;表面处理;应用

1 前言

化学材料表面处理不仅是化学学科的重要研究领域,而且是表面工程学的重要学科组成部分,这项技术目前在化学工业等重要领域都得到了广泛应用。这项技术主要特点就是涵盖的门类多,如有机化学、无机化学、表面物理、等离子物理等等,并且通过对化学材料的物理、化学处理,改进化学材料的组成与结构,以使材料能够适应现代工作中耐腐蚀、耐高温、抗磨损等的特殊材料需求,提高材料的使用效能。目前随着工业技术的不断发展,对化学材料的特殊需求标准变得更高,为了适应这一市场需求,化学材料表面处理技术得到了进一步发展。总结目前的化学材料处理技术,并阐述不同技术的特点,对今后有效应用化学处理技术以及推进化学材料处理技术发展具有一定意义,因此笔者尝试对化学材料表面处理技术做以总结研究。

2 化学材料表面处理技术

2.1 金刚石薄膜涂层技术

金刚石薄膜涂层技术是化学材料表面处理的重要应用技术之一。该技术的特点是利用金刚石的高硬度,使之涂在需要高强度的材料表面,如刀具等,这样被涂后的材料就能进行一些特殊的工作。其主要实施流程是通过金刚石薄膜或者类金刚石薄膜,通过化学技术处理使其产生离子状态的碳,然后将离子态涂在需要改进的工具上,使离子态晶体化,这样就能够使金刚石薄膜或类金刚石薄膜涂在工具上。我国在这方面基础应用比较多,但是专业研究仍然存在不足,成果专业率不高,因此,为提升我国金刚石薄膜技术的应用水平,需要在科研与应用方面多下功夫。

2.2 激光表面处理技术

激光表面处理技术起步比较晚,但发展十分迅速,应用领域不断拓展。该技术应用的流程是利用大功率激光束,对材料表面进行加热精细化处理,使材料物理性能和化学性能有一定提升,进而能够达到使用要求。目前该技术最大的特点就是精确、省时、节约。通过激光进行热处理范围更加精确,处理更加精密,能够有效改变物体表面结构,提高物品表面功能属性;激光表面处理更加快速,短时间就能够完成,能够节约改造时间;激光表面处理技术能够有效节约需处理物品,不影响使用效果。目前,随着市场需求不断提高,激光表面处理技术出现了激光硬化、合金化、熔技术等,技术呈现多元性。同时应用也由简单物品向精密复杂物品应用转移,应用领域越来越广。

2.3 热喷涂技术

热喷涂技术应用时间比较长,技术相对比较成熟。该技术的特点是将涂料加热软化,再将其喷涂在需要进行处理的化学材料表面上,然后通过涂料与被涂材料的化学反应,形成特殊的表面涂层。该技术应用领域呈现多元性,已从最初的改变材料使用特性,向修补物品等领域不断拓展。目前,该技术应用比较多的有2种:一是火喷涂技术,该技术主要是通过氧气燃烧使材料利用气流附着在需要被处理的物品表面,形成特殊的化学材料涂层。二是电弧喷涂技术,该技术目前主要由普通喷涂、高速喷涂以及等离子喷涂3个方面技术组成,其中普通喷涂主要是利用金属丝加热形成高速气流,将材料喷涂在被处理材料表面;高速喷涂就是利用特殊工具加速喷涂速度,使涂料更加均匀,增加喷涂效果;等离子喷涂是利用等离子热源进行喷涂,喷涂效果比较好。随着工业技术的发展,目前热喷涂技术也在根据需要不断向精细化、专业化方向发展。

2.4 化学镀技术与电镀法技术

化学镀技术在化学材料处理方面应用比较普遍,该技术最大的特点就是利用化学反应为材料进行镀层,而不是通过电流的方式进行镀层。该技术的流程是根据材料需求,准备好针对性的化学液体,将需要镀层的材料放置在化学液体中留置,此时化学液体与材料发生化学反应,进行材料涂层。由于该技术不适用电流,而是通过技术手段控制镀层的厚度,因此得到特定标准的镀层相对比较简单,操作也比较简便,因此目前许多特殊耐磨材料的处理多是通过化学镀技术来处理。电镀法技术目前在工业领域应用十分普遍,该技术主要是通过电流的方式使某种物质镀在物品上,使之具有某种特殊属性。该技术应用有一定的局限性,即物品本身必须是平整的,且需要经过除锈工作,这样电镀技术才能使物品镀层更加均匀,更加耐使用。

2.5 表面扩散渗透技术

表面扩散渗透技术主要方法是将需处理物品放在准备好的液体中,使液体中的各类成分如金属、非金属等与物品进行充分渗透扩散,使渗透物与物品本身能够更加深入的结合,不会产生隔层,从而形成物品的新特征,以满足化学物理需要。该技术的主要优势在于渗透物与物品之间能够充分渗透扩散,形成的材料表面没有明晰的分层,在高强度、耐腐蚀等特殊要求下不会因为出现分层现象而降低物品的使用性。目前该技术渗透扩散的物质主要有两类:渗碳技术和渗氮技术。两者都是将物品放在介质中进行渗透扩散,以使物品硬度、耐磨度提升。

3 结语

目前,国内化学材料表面处理技术基础应用领域相对比较多,但科研、创新以及应用方面仍然比较薄弱,随着工业科技的发展,以及市场化需求标准的不断提高,现阶段的化学材料表面处理技术必然不能满足市场需求,因此需要我们提前谋划,尽早重视,尤其是针对目前市场发展前沿的需求,要针对化学材料表面处理技术进行针对性的研究,并通过实践来促进技术的多元发展和创新应用,以便为满足市场需求夯实技术储备。

参考文献

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[3]李丽波,王路,王珩,等.玻璃纤维表面化学镀[J].稀有金属材料与工程,2010,39(A01):20-23.

(作者单位:长春市城建工程学校)

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