Une brève discussion sur les performances des revêtements céramiques haute performance
Les revêtements céramiques hautes performances sont un terme générique désignant une classe de revêtements inorganiques non métalliques, apparus après les résines organiques, les métaux et les alliages. Au cours des cinquante dernières années, grâce au développement de technologies de pointe telles que l'ingénierie aérospatiale et l'électronique militaire, les revêtements céramiques hautes performances ont également connu une croissance rapide et soutenue. Les composants revêtus, fabriqués en combinant ce nouveau type de matériau haute température avec une matrice métallique, intègrent non seulement les propriétés des matériaux céramiques monolithiques, offrant des avantages tels que la résistance aux hautes températures et à la corrosion chimique, mais permettent également la complémentarité entre la ténacité, la plasticité et la conductivité électrique élevées du revêtement céramique et du matériau métallique de base, préservant ainsi la résistance structurelle du substrat d'origine.
Méthode de moulage
1 Méthodes de dépôt en phase solide : telles que la synthèse autopropagée à haute température.
2 Méthodes de dépôt en phase gazeuse : telles que le dépôt physique en phase vapeur (PVD) et le dépôt chimique en phase vapeur (CVD).
③ Méthodes chimiques humides : telles que la méthode sol-gel, le placage autocatalytique et le placage composite chimique.
④ Méthodes de projection thermique : projection plasma et projection à la flamme. Cette méthode représente plus de 50 % du marché des revêtements céramiques.
Avantages et inconvénients
Avantage:
1 Il peut combiner de manière flexible la résistance aux hautes températures, la résistance à l'usure, la résistance à la corrosion et d'autres caractéristiques des matériaux céramiques avec la résistance et la ténacité élevées, la capacité de traitement, la conductivité électrique et thermique des matériaux métalliques, complétant les avantages de chacun pour maximiser les avantages globaux et répondre aux besoins des produits mécaniques en matière de performances structurelles et environnementales.
② Il existe une grande variété de matériaux disponibles pour la préparation des revêtements céramiques. Des matériaux tels que céramique-céramique, céramique-métal et céramique-plastique peuvent être combinés selon les besoins. L'intégration aux équipements et aux conditions de traitement des métaux d'origine permet également de réaliser la transformation technologique des entreprises.
③ Les revêtements céramiques sont faciles à former, avec des vitesses de dépôt rapides et une épaisseur de revêtement contrôlable. Différents procédés de frittage peuvent être utilisés pour la pulvérisation sur les surfaces de pièces à parois minces, de pièces creuses et de pièces de formes spéciales. Un renforcement local par pulvérisation est également possible.
④ Les revêtements céramiques peuvent être préparés sur différents substrats avec de bonnes performances de mise en œuvre. Par exemple, divers matériaux inorganiques tels que les métaux, le ciment, les matériaux réfractaires, le plâtre, les plastiques et les matériaux organiques, le bois, le carton, etc., peuvent être améliorés par pulvérisation. Si le revêtement céramique est endommagé, le substrat métallique peut être réutilisé et les revêtements céramiques peuvent être pulvérisés à nouveau (il en va de même pour les autres substrats, à condition qu'aucun dommage n'affecte leur utilisation ultérieure).
5. La consommation de matière est faible. L'épaisseur des revêtements céramiques est généralement comprise entre quelques dizaines de microns et quelques millimètres. De plus, les matériaux céramiques ont une faible densité, ce qui réduit la consommation de matière, mais offre une valeur ajoutée élevée.
6. Il n'y a aucune restriction quant à la taille des pièces ou aux chantiers. Les produits projetés peuvent être de grande ou de petite taille, et leur forme n'est pas limitée ; ils peuvent être fabriqués en usine de projection thermique ou sur site.
Inconvénients :
1 Faible capacité de déformation plastique, sensible à la concentration de contraintes et aux fissures, et faible résistance aux chocs thermiques et à la fatigue.
2. Il existe une différence significative dans le coefficient de dilatation et la conductivité thermique entre les matériaux de revêtement céramique et les matériaux métalliques, et les différents états de contrainte générés pendant l'utilisation affecteront leur durée de vie.
③ Le revêtement et le substrat sont combinés par emboîtement mécanique ou forces moléculaires, et il existe un problème de forces de liaison différentes entre les deux côtés.