Klasyfikacja materiałów powłokowych plazmowych

1. Materiały powłokowe na bazie metalu

- Materiały reprezentatywne: stopy na bazie niklu[1]stopy na bazie kobaltu[2], [4]stal nierdzewna

- Obszary zastosowań: części silników turbinowych, narzędzia do wiercenia w przemyśle naftowym, zawory przemysłowe

- Zaleta: Materiały powłokowe na bazie metalu charakteryzują się doskonałą odpornością na korozję, utlenianie i wytrzymałością mechaniczną, nadają się do stosowania w wysokich temperaturach, przy wysokim ciśnieniu i w środowisku korozyjnym.[10]

2. Materiały powłokowe na bazie węglika

- Materiały reprezentatywne: węglik wolframu (WC)[3], węglik chromu (Cr3C2)[5]

- Obszary zastosowań: części maszyn, urządzenia górnicze, formy i matryce

- Zaleta: Materiały powłokowe na bazie węglików spiekanych charakteryzują się wyjątkowo wysoką twardością i odpornością na zużycie, co może znacznie wydłużyć żywotność urządzeń i części.[ Czym jest spawarka plazmowa?]

3 materiały powłokowe na bazie ceramiki

- Materiały reprezentatywne: tlenek glinu (Al2O3)[7], tlenek tytanu (TiO2)[6]tlenek cyrkonu (ZrO2)[9]

- Obszary zastosowań: elementy izolacji wysokotemperaturowej, silniki lotnicze, urządzenia do produkcji półprzewodników

- Zaleta: Materiały powłokowe na bazie ceramiki charakteryzują się stabilnością w wysokich temperaturach, odpornością na korozję i izolacją elektryczną, co czyni je idealnymi do stosowania w środowiskach o wysokiej temperaturze i przy wysokich wymaganiach izolacyjnych.

4. Materiały powłokowe kompozytowe metalowo-ceramiczne

- Materiały reprezentatywne: stop na bazie niklu[11]- materiały kompozytowe z węglika wolframu, stop na bazie kobaltu[8]- materiały kompozytowe z węglika chromu

- Obszary zastosowań: przemysł lotniczy i kosmiczny, urządzenia energetyczne, produkcja samochodów

- Zalety: materiały powłokowe kompozytowe łączą zalety metali i ceramiki, charakteryzują się doskonałą odpornością na wysokie temperatury, zużycie i korozję, mogą zapewniać doskonałą ochronę w trudnych warunkach pracy.

5. Materiały powłokowe z metali ziem rzadkich

- Materiały reprezentatywne: itr, lantan, stopy na bazie ceru

- Obszary zastosowań: turbiny gazowe, przemysł jądrowy, elementy ze stopów wysokotemperaturowych

- Zalety: materiały powłokowe na bazie metali ziem rzadkich charakteryzują się doskonałą odpornością na utlenianie i korozję w środowiskach o wysokiej temperaturze, co znacznie poprawia stabilność i żywotność powłoki.

Przykłady zastosowań

1. Branża lotniczo-kosmiczna: powłoki kompozytowe na bazie stopu niklu i węglika wolframu są powszechnie stosowane na łopatkach turbin silników lotniczych i elementach turbin gazowych w celu zwiększenia ich odporności na zużycie i odporność na wysoką temperaturę.

2. Pole energetyczne: powłoki stopowe na bazie kobaltu są stosowane w narzędziach wiertniczych i rurociągach w celu zwiększenia ich odporności na korozję i zużycie oraz wydłużenia okresu eksploatacji sprzętu 

3. Motoryzacja: Powłoki z węglika chromu są stosowane na pierścieniach tłokowych silników i pierścieniach gniazd zaworowych w celu zwiększenia odporności na zużycie i oszczędności paliwa.

Perspektywy na przyszłość

Dzięki ciągłemu postępowi w nauce o materiałach i technologii procesów, wydajność materiałów powłokowych powlekanych plazmą będzie dalej ulepszana. Na przykład nanostrukturyzowane materiały powłokowe mogą zapewniać większą twardość i wytrzymałość, jednocześnie wykazując lepszą wydajność w określonych zastosowaniach. Ponadto połączenie inteligentnych technologii produkcyjnych i automatyzacji sprawia, że ​​proces powlekania plazmą jest bardziej precyzyjny i wydajny, co dodatkowo promuje stosowanie tej technologii w różnych dziedzinach.

Wniosek

Jako zaawansowana technologia obróbki powierzchni, materiały powłokowe do nakładania powłok plazmowych odgrywają ważną rolę w nowoczesnym przemyśle. Poprzez dogłębne zrozumienie i kategoryzację tych materiałów powłokowych jesteśmy w stanie lepiej dobrać materiały odpowiednie do konkretnych zastosowań i zwiększyć wydajność i niezawodność produktu. W przyszłości, dzięki ciągłemu rozwojowi nowych materiałów i procesów, technologia nakładania powłok plazmowych będzie nadal wykazywać swoje unikalne zalety i szerokie perspektywy zastosowań w różnych branżach.[12]