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激光熔覆技术制备陶瓷涂层的研究进展

2024-04-13 23:17:32  来源:网界网    

近年来,陶瓷材料由于具有高硬度、高熔点、高耐腐蚀性等特点,被广泛应用于金属材料关键部件的表面强化。激光熔覆作为一种高效的表面强化技术,在陶瓷涂层的制备中具有重要的应用。本文综述了激光熔覆制备陶瓷涂层的研究进展。首先总结了制备陶瓷涂层的材料体系,分析了影响激光熔覆陶瓷涂层质量的因素。此外,我们还详细探讨了微观结构特征、机械性能、耐磨性和腐蚀行为。此外,该综述重点关注陶瓷涂层的应用。最后,列出了利用激光熔覆制备陶瓷涂层的挑战和机遇,并展望了该领域未来的发展方向。因此,本文预期的结果被认为是一个指南,使对该领域感兴趣的人能够快速理解它并为解决实际生产问题做出明智的决策。

陶瓷材料因其熔点高、强度高、导热系数低、热膨胀系数低等特点,常被用作金属零件的表面保护和强化材料。陶瓷涂层可以大大提高基体的耐磨性、耐腐蚀性和高温抗氧化性,广泛应用于航空航天、石油化工、机械制造等领域。陶瓷涂层常见的制备技术包括激光涂层、自蔓延高温合成、气相沉积和热喷涂。自蔓延高温合成工艺简单、能耗低、生产周期短。然而,需要非常高纯度的粉末作为原材料。它不适合大规模生产。而且冶金反应过程快速且难以精确控制。气相沉积法制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,但设备昂贵、生产效率低。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。冶金反应过程快速且难以精确控制。气相沉积法制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,但设备昂贵、生产效率低。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。

但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。冶金反应过程快速且难以精确控制。气相沉积制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,但设备昂贵、生产效率低。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷[15]。气相沉积法制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,但设备昂贵、生产效率。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。气相沉积制备的陶瓷涂层纯度高、致密性好,但设备昂贵、生产效率低。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。

激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。热喷涂陶瓷涂层具有效率高、厚度可控、工艺简单等优点。但涂层存在较多的缺陷,如气孔、结合力低等。激光熔覆效率高,熔覆面积精确可控,制备陶瓷涂层具有性能、成本、环保等优点。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。成本、环保。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。成本、环保。然而,激光熔覆制备的陶瓷涂层也可能存在裂纹、气孔等缺陷。

美国早在1997年就推出了“LENS750”激光熔覆成型设备。,激光熔覆技术结合了激光技术、计算机辅助制造和自动控制技术。它利用高功率激光束使基体表面的熔覆材料快速熔化固化,在基体表面形成冶金涂层。激光熔覆技术加热和冷却速度快、效率高、无污染,可应用于新零件的表面强化,也可应用于失效零件的再制造和修复。激光熔覆技术可以熔化陶瓷材料,克服其难以加工的特性,制备高质量的陶瓷涂层。

尽管之前的研究已经通过激光熔覆技术生产了许多具有不同功能和性能的陶瓷涂层,但值得注意的是,对这些研究的讨论是有限和松散的。因此,本文从材料、制备工艺和性能方面进行综述。

这篇评论重点关注与扬升过程相关的关键问题,并为如何缓解这些问题提供了宝贵的见解。首先对陶瓷涂层材料体系进行了综述,分析了影响激光熔覆制备陶瓷涂层质量的因素。同时对其耐磨性、高温抗氧化腐蚀性能和生物相容性进行了详细研究。此外,还对陶瓷涂层的应用进行了综述。最后,提出了利用激光熔覆制备陶瓷涂层面临的挑战和机遇,并对该领域未来的发展方向进行了展望。

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