金属材料表面资料.ppt

* * 因此，金属的防腐工程在实际应用中具有重要意义。防止金属腐蚀的方法和途径有许多，主要分为以下四类。采用不易与周围介质发生反应或能生成致密钝化膜的金属及合金材料如不锈钢来加工产品是有效的防腐方法。表面涂覆就是在金属表面直板横保护层，隔开金属基体与腐蚀介质的接触。改变或处理腐蚀介质的性质也是防止金属腐蚀的有效方法。比如降低或消除介质中的有害成分，改善介质性质，如在热处理炉中通入气体以防止氧化。电化学防护是指用直流电将被保护的金属进行钝化，从而使金属的饿腐蚀减缓或停止。 阳极性金属覆层，如钢铁表面的锌、铝、隔等，在大气介质中，锌为阳极，优先腐蚀，铁得到保护。后者主要是通过自身良好的耐蚀性和稳定性起到机械屏障的作用，把金属与腐蚀介质隔开，如常用的镍、铬、铜、陶瓷，有机涂层等。 * 如在自来水中加入一定量的苛性钠或石灰，以除去水中过多的CO2，防止水管腐蚀。 * * 激光表面改性是20世纪70年代发展起来的高薪技术。 * 激光熔覆与合金化技术的主要工艺参数及特点归纳与表8-3 * * * * * 金属表面涂塑就是采用各种方法在金属表面上涂覆上一层0.02-3毫米的塑料薄膜。这层涂膜与金属基材有较好的结合力，本身具有优良的化学稳定性，同时将金属与环境介质隔开，从而达到防腐的目的。 * * * * * * 五、金属的表面改性 （3）激光非晶化 1.激光表面改性 激光表面非晶化处理技术基于被加热的金属表面融化，然后急冷（大于临界冷却速度）到低于某一特征温度，以抑制晶体成核和生长而获得非晶态金属。 优点： （1）与晶态合金相比，表面非晶化的金属具有很高的耐磨性、耐蚀性、特殊的电学、磁学和化学性质。 （2）与急冷法制取的非晶态合金相比，该技术冷却速度快、表面非晶层可控、且对纯金属元素也可获得非晶层。 （3）激光非晶化 1.激光表面改性 五、金属的表面改性 2.离子注入表面改性 离子注入是将某种元素的原子进行电离，并使其在电场中加速，在获得较高的速度后射入固体材料的表面，以改变材料表面的物理、化学及力学性能的一种离子束技术。 五、金属的表面改性 2.离子注入表面改性 五、金属的表面改性 　 提高金属表面的耐蚀性 　提高金属表面的耐磨性 主要利用N+、C+、B+、Ar+等非金属元素注入到铁、钢、有色金属及各种合金中。 　提高金属的疲劳寿命 材料表面产生很大的压应力，有利于提高金属制品的疲劳寿命。 3. 表面镀膜改性 五、金属的表面改性 1）表面涂塑 涂塑的防蚀作用就是防止水和氧及其它介质的渗入 涂塑原料的分类（按热性能，按形态） 涂塑方法：火焰喷涂，热熏敷，流动浸塑，静电喷塑，挤塑，粉末电泳，薄膜滚压等 3. 表面镀膜改性 五、金属的表面改性 2）气相沉积硬涂层技术 物理气相沉积（PVD） 化学气相沉积（CVD） 物理气相沉积是在真空条件下，以各种物理方法产生的原子或分子沉积在基材上并形成薄膜或涂层的过程，包括蒸发镀膜、溅射镀膜、离子镀膜和分子束外延等。 特点:沉积温度低,速度快, 无公害。 3. 表面镀膜改性 五、金属的表面改性 2）气相沉积硬涂层技术 物理气相沉积（PVD） 化学气相沉积（CVD） 化学气相沉积法是一种化学气相生长技术，即将一种或多种含有构成薄膜元素的化合物、单质气体通入放置有基片的反应室，借助气相作用或在基片上的化学反应生成所希望的薄膜. 3. 表面镀膜改性 五、金属的表面改性 2）气相沉积硬涂层技术 物理气相沉积（PVD） 化学气相沉积（CVD） 化学气相沉积法特点:与PVD相比，CVD可以方便的控制薄膜组成，制备各种单质、化合物、氧化物和氮化物甚至一些全新结构的薄膜。主要缺点反应温度较高，沉积速率较低，反应气体和反应后的余气都有毒性等。 4. 化学热处理表面改性（热扩渗） 五、金属的表面改性 金属表面的化学热处理是指在一定热处理条件下由周围介质向金属表面进行物质输送的过程。 被输送的物质称为“渗入元素”。 所形成的合金层称为扩热渗层（渗层） 4. 化学热处理表面改性（热扩渗） 五、金属的表面改性 包括四个分过程： （1）介质中发生的化学反应 （2）交换反应物与反应生成物在金属近表面进行的外扩散 （3）金属表面吸附和由此产生的各种界面反应 （4）渗入元素原子由表面向纵深方向的内扩散，由此构成具有一定深度的渗层。 4. 化学热处理表面改性（热扩渗） 五、金属的表面改性 化学热处理技术的突出特点是： 渗层与基体金属之间是冶金结合，结合强度很高，渗层不易脱落或剥落，这是其他方法所无法比拟的。 五、金属的表面改性 化学热处理 离子注入表面改性 表面镀膜改性 激光表面改性 金属表面改性 * 化学反应物要想发生化学反应，必须使其化学键发生改变，改变或者断裂化学键需要一定的能量支持，能使化学键发生改变所需要的最低