第一篇：最新表面處理技術(shù)概述及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)源

最新表面處理技術(shù)概述及其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)源 1 前言

新型表面功能覆層技術(shù)，包括低溫化學(xué)表面涂層技術(shù)及超深埠鯫面改性技術(shù)，它運(yùn)用物理、化學(xué)或物漓蠟學(xué)等技術(shù)手段來(lái)改變“材料及其制件表面成份和組織結(jié)構(gòu)”，其特點(diǎn)是保持基體材料固有的特征，又賦予表面化所要求的各種性能，從而順應(yīng)各種技術(shù)和服役環(huán)境對(duì)材料的特別要求，因而它是制造和材料學(xué)科最為活躍的技術(shù)領(lǐng)域，又是涉及表面處理與涂層技術(shù)的交叉學(xué)科。其最大的優(yōu)勢(shì)在于能以極少的材料和能源消耗制備出基體材料難以甚至無(wú)法獲得的性能優(yōu)異的表面薄層，從而獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益，它是一種優(yōu)質(zhì)高效的表面改性與涂層技術(shù)。

優(yōu)質(zhì)、高效的表面改性與涂層技術(shù)其范圍廣闊：如熱化學(xué)表面技術(shù)；物理氣相沉積；化學(xué)氣相沉積；物漓蠟學(xué)氣相沉積技術(shù)；高能等離體表面涂層技術(shù)；金剛石薄膜涂層；多元多層復(fù)和涂層技術(shù)；表面改性及涂層性能猜測(cè)及剪裁技術(shù)；性能測(cè)試與壽命評(píng)估等等。新型低溫化學(xué)氣相沉積技術(shù)引入等離子體增強(qiáng)技術(shù)，使其溫度降至600度以下，獲得硬質(zhì)耐磨涂層新工藝，所生產(chǎn)的高強(qiáng)度、高性能的涂層工藝，在高速、重負(fù)荷、難加工領(lǐng)域中有其特別的作用。超深埠鯫面改性技術(shù)可應(yīng)用于絕大多數(shù)熱處理件和表面處理件，可替代高頻淬火，碳氮共滲，離子滲氮等工藝，得到更深的滲層，更高的耐磨性，產(chǎn)品壽命劇增，可產(chǎn)生突破性的功能變化?，F(xiàn)狀及海內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)

隨著基礎(chǔ)工業(yè)及高新技術(shù)產(chǎn)品的發(fā)展，對(duì)優(yōu)質(zhì)、高效表面改性及涂層技術(shù)的需求向縱深延伸，國(guó)內(nèi)外在該領(lǐng)域與相關(guān)學(xué)科相互促進(jìn)的局勢(shì)下，在諸如“熱化學(xué)表面改性”、“高能等離子體表面涂層”、“金剛石薄膜涂層技術(shù)”以及“表面改性與涂層工藝模仿和性能預(yù)測(cè)”等方面都有著突破的進(jìn)展。

2.1 熱化學(xué)表面改性技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

國(guó)外近年來(lái)重視對(duì)可控氣氛弱件和真空弱件下的滲碳，碳氮共滲等技術(shù)的研究，并已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。而在我國(guó)應(yīng)用很少，相關(guān)的技術(shù)研究工作亦不夠?？煽貧夥諠B碳和真空滲碳技術(shù)是顯著縮短生產(chǎn)周期，節(jié)能、省時(shí)，同時(shí)可提高工件質(zhì)量，不氧化、不脫碳，保證零件表面耐腐蝕和抗疲憊性，并減少熱處理后機(jī)加工余量及清理工時(shí)。

目前國(guó)際上碳勢(shì)控制和監(jiān)測(cè)，滲層布型控制等方面的研究成果已應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)，并用計(jì)算機(jī)進(jìn)行在線動(dòng)態(tài)控制。

2.2 PVD、CVD、PCVD技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

各種氣相沉積是當(dāng)前世界上聞名研究機(jī)構(gòu)和大學(xué)競(jìng)襪開(kāi)展的具有挑戰(zhàn)的性的研究課題。日前該技術(shù)在信息、計(jì)算機(jī)、半導(dǎo)體、光學(xué)儀器等產(chǎn)業(yè)及電子元器件、光電子器件、太陽(yáng)能

電池、傳感器件等制造中應(yīng)用非常廣泛，在機(jī)械工業(yè)中，制作硬質(zhì)耐磨鍍層、耐腐蝕鍍層、熱障鍍層及固體潤(rùn)滑鍍層等方面也有較多的研究和應(yīng)用，其中TiNi等鍍膜刀具的普及已引起切削領(lǐng)域中的一場(chǎng)革命，金剛石薄膜、立方氮化硼薄膜的研究也非?；馃?，并已向?qū)嵱没矫嫱七M(jìn)。

在不同PVD、CVD工藝的基礎(chǔ)上，通過(guò)發(fā)展和復(fù)和很多新的工藝和設(shè)備，如IBAD、PCVD與空心陰極多弧復(fù)和離子鍍膜裝置、離子注入與油濺射鍍或蒸鍍的復(fù)和裝置、等離子體浸沒(méi)式離子注裝置等不斷將該類技術(shù)推向新的高度。

與國(guó)外的發(fā)展相比，我國(guó)在上述方面雖研究較多，但水平有較大差異，在實(shí)用化方面差距更大。

2.3 高能等離子體表面涂層技術(shù)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

該技術(shù)是增加表面物漓蠟學(xué)反應(yīng)，獲取非凡性能覆蓋層。其核心是更有效地增強(qiáng)和控制陰極電弧等離子體的產(chǎn)生和作用，美國(guó)、日本、德國(guó)大力發(fā)展該技術(shù)。等離子體增強(qiáng)電化學(xué)表面改性技術(shù)，是目前國(guó)際上較活躍的開(kāi)發(fā)研究領(lǐng)域，對(duì)于鋁、鈦等材料，通過(guò)等離子體調(diào)光放電手段，增強(qiáng)電化學(xué)處理效果，在金屬表面上生成致密氧化鋁和其它氧化物陶瓷膜層，可使基體具有極高性能表面，是先進(jìn)制造工藝的前沿技術(shù)，在機(jī)加工用刀具和模具行業(yè)也有很了的應(yīng)用前景ⅲ

2.4 金剛石薄膜涂層技術(shù)

金剛石具有極好的物理性能，在外形復(fù)雜的刀具、模具、鉆頭等工件表面沉積上一層很薄的金剛石薄膜，可提高工件的使用性能，并滿意一些特殊條件的需求。近年來(lái)，由于金剛石薄膜的優(yōu)異性能以及廣泛的應(yīng)用前景，日本、美國(guó)、西歐均進(jìn)行大量的研究工作，并開(kāi)發(fā)了多種金剛石涂層工藝技術(shù)，已在國(guó)內(nèi)外掀起金剛石涂層研究的熱潮。尤其是在提高金剛石涂層和基體結(jié)和強(qiáng)度，大面積快速沉積金剛石涂層技術(shù)，產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)涂層金剛石薄膜設(shè)備系統(tǒng)等要害技術(shù)方面國(guó)外已取得突破性進(jìn)展，美國(guó)、瑞滇餿國(guó)已推出金剛石金屬切削工具供給市場(chǎng)，而我國(guó)該技術(shù)還沒(méi)有達(dá)到實(shí)用水平，急待開(kāi)發(fā)并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。

2.5 多元多層復(fù)和涂層技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

單一的表面涂層不能滿綴鯫面工程設(shè)計(jì)中苛刻的工況條件，任何表面處理均有其不同的優(yōu)缺點(diǎn)，因?yàn)槔貌煌繉硬牧系男阅荛L(zhǎng)處，在基體表面形成多元多層復(fù)和涂層（含萬(wàn)分漸貶餑梯度層）具有重大的意義。國(guó)外已開(kāi)展單層涂層厚度為納米級(jí)，層數(shù)在l00層以上的多元多層復(fù)和涂層技術(shù)的研究，所制備的涂層具有較高的耐腐性、韌性和強(qiáng)度，和基體的結(jié)和強(qiáng)度也好，表面粗糙度低，這對(duì)直精高速工削機(jī)械加工十人有利。國(guó)外已列入主要發(fā)展方面，予計(jì)在納米級(jí)精細(xì)涂層材料研究和應(yīng)用領(lǐng)域會(huì)有新的突破。因?yàn)閺?fù)和涂層技術(shù)具有抗磨損、抗高溫氧化腐蝕、隔熱等功能，能擴(kuò)大涂層制品使用范圍，延長(zhǎng)使用壽命，是一項(xiàng)在下一世紀(jì)會(huì)得到迅速發(fā)展的技術(shù)。我國(guó)目前已開(kāi)始研究，并取得初步成果，但還存在一些問(wèn)題有待于解決。

2.6 表面改性與涂層工藝模擬和性能預(yù)測(cè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)

表面改性與涂層技術(shù)作為表面工程的重要組成部分，已經(jīng)滲透到傳統(tǒng)工業(yè)與高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)部門(mén)，根據(jù)應(yīng)用的要求反過(guò)來(lái)又促進(jìn)表面功能覆層技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。根據(jù)使用要求，對(duì)材料表面進(jìn)行設(shè)計(jì)、對(duì)表面性能參數(shù)進(jìn)行剪裁，使之符和特定要求，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)對(duì)表面覆蓋層的組織結(jié)構(gòu)和性能和預(yù)測(cè)等，已成為該領(lǐng)域重要研究方向。國(guó)外已對(duì)CVD、PVD以及其它表面改性方式開(kāi)展計(jì)算機(jī)模擬研究，針對(duì)CVD過(guò)程進(jìn)行模擬，采用宏觀和微觀多層次模型，對(duì)工藝和涂層各種性能和基體的結(jié)和力進(jìn)行模擬和預(yù)測(cè)；對(duì)滲碳，滲氮工件滲層性能應(yīng)力等進(jìn)行計(jì)算機(jī)模擬等等，人們可以更好地控制和優(yōu)化工藝過(guò)程。我國(guó)這方面的研究剛處地超步階段?！笆濉蹦繕?biāo)及主要研究?jī)?nèi)容

3.1 目標(biāo)

根據(jù)國(guó)內(nèi)外表面功能覆層技術(shù)的發(fā)展，結(jié)和機(jī)械工業(yè)材需求與現(xiàn)狀，為國(guó)家重大工程、重大技術(shù)裝備研究開(kāi)發(fā)一批先進(jìn)適用的表面功能覆層關(guān)鍵技術(shù)。

3.2 主要研究?jī)?nèi)容

（1）新型低溫氣相沉積技術(shù)及裝備研究

研制新型磁控濺射、離子鍍膜、PCVD設(shè)備及其復(fù)和裝備，并實(shí)現(xiàn)工藝過(guò)程的自動(dòng)控制。加強(qiáng)成膜、膜基結(jié)和機(jī)理的研究，降餐制膜溫度，優(yōu)化反應(yīng)過(guò)程及工藝參數(shù)，和成各種耐磨、抗蝕的新優(yōu)質(zhì)鍍層。重點(diǎn)解決國(guó)家安全及支柱產(chǎn)業(yè)急需解決的表面工程技術(shù)難題，力掙形成創(chuàng)新性科技成果，促進(jìn)通用機(jī)械、閥門(mén)、冷作模具、高溫模具等行業(yè)材技術(shù)進(jìn)步。

（2）納米級(jí)多無(wú)多層復(fù)和涂層材料及工藝技術(shù)研究

跟蹤國(guó)際先進(jìn)水平，研究50層以上納米級(jí)復(fù)和涂層技術(shù)及材料，包括納米級(jí)多層多元復(fù)和涂層材料重組、結(jié)構(gòu)、厚度、層數(shù)的綜和設(shè)計(jì)，以及涂層材料的微觀組織結(jié)構(gòu)及制備工藝技術(shù)研究。

（3）表面涂層工藝及質(zhì)量的數(shù)值模擬及優(yōu)化控制的研究與開(kāi)發(fā)

著重對(duì)熱化學(xué)表面改性過(guò)程以及PVD和CVD沉積技術(shù)進(jìn)行工藝模擬及優(yōu)化研究。建立數(shù)學(xué)模型和算法，開(kāi)發(fā)出相應(yīng)汁算機(jī)軟件系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)和分析表面改性和涂層工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)，并預(yù)測(cè)表面性能和服役壽命。

（4）金剛石薄膜涂層技術(shù)

開(kāi)展大面積、快速、高質(zhì)量金剛石薄膜涂層工藝技術(shù)及涂層刀具產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究，以涂層質(zhì)量好，均勻一致性能穩(wěn)定可靠為研究重點(diǎn)，提高金剛石涂層沉積速率，完成相應(yīng)設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造，同時(shí)開(kāi)發(fā)金剛石薄膜涂層刀片、硬質(zhì)和金鉆頭等刀具，使壽命提高10倍，并用于汽車(chē)踩工業(yè)。

第二篇：不銹鋼表面處理技術(shù)

鍍鈦板系列：通過(guò)離子真空鍍膜機(jī)進(jìn)行加工處理，從而在不銹鋼板面形成豐富多彩的金屬膜。

應(yīng)用范圍：主要用在建筑裝璜、電梯裝璜、廚房設(shè)備、設(shè)施裝璜等不銹鋼系列產(chǎn)品。

發(fā)絲板系列：用適當(dāng)粒度拋光砂帶的連續(xù)研磨花紋的產(chǎn)品，具有較佳的光澤度（干發(fā)絲光澤度較低）

和紋板系列：通過(guò)對(duì)不銹鋼表面不斷的壓力研磨，形成不規(guī)則的橫向短彎絲

應(yīng)用范圍：主要用在建筑裝璜、電梯裝璜、廚房設(shè)備、設(shè)施裝璜等不銹鋼系列產(chǎn)品。

蝕刻板系列：通過(guò)在不銹鋼板表面絲網(wǎng)印刷、烘干后，浸入化學(xué)腐蝕液中，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)，腐蝕掉部分表面，從而在不銹鋼表面形成各種設(shè)計(jì)圖形。

應(yīng)用范圍：用于電梯裝潢、電器產(chǎn)品、建筑裝飾、廚房設(shè)備、室內(nèi)外設(shè)計(jì)裝潢等不銹鋼系列產(chǎn)品。

壓花板系列：通過(guò)機(jī)械設(shè)備在不銹鋼板上進(jìn)行壓紋加工，使板面出現(xiàn)凹凸圖紋。

應(yīng)用范圍：主要用在建筑裝璜、電梯裝璜、廚房設(shè)備、設(shè)施裝璜等不銹鋼系列產(chǎn)品。

鏡面板系列：用研磨液通過(guò)拋光設(shè)備在不銹鋼板面上進(jìn)行拋光，使板面光度像鏡子一樣清晰。

應(yīng)用范圍：主要用在建筑裝璜、電梯裝璜、工業(yè)裝璜、設(shè)施裝璜等不銹鋼系列產(chǎn)品。

第三篇：等離子體表面處理技術(shù)

等離子體表面處理技術(shù)的原理及應(yīng)用

前言：隨著高科技產(chǎn)業(yè)的訊速發(fā)展，各種工藝對(duì)使用產(chǎn)品的技術(shù)要求越來(lái)越高。等離子表面處理技術(shù)的出現(xiàn)，不僅改進(jìn)了產(chǎn)品性能、提高了生產(chǎn)效率，更隨著高科技產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，各種工藝對(duì)使用產(chǎn)品的技術(shù)要求也越來(lái)越高。這種材料表面處理技術(shù)是目前材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域，利用它在一些表面性能差和價(jià)格便宜的基材表面形成合金層，取代昂貴的整體合金，節(jié)約貴金屬和戰(zhàn)略材料，從而大幅度降低成本。正是這種廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和巨大的發(fā)展空間使等離子表面處理技術(shù)迅速在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展起來(lái)。

一、等離子體表面改性的原理

等離子，即物質(zhì)的第四態(tài)，是由部分電子被剝奪后的原子以及原子被電離后產(chǎn)生的正負(fù)電子組成的離子化氣狀物質(zhì)。它的能量范圍比氣態(tài)、液態(tài)、固態(tài)物質(zhì)都高，存在具有一定能量分布的電子、離子和中性粒子，在與材料表面的撞擊時(shí)會(huì)將自己的能量傳遞給材料表面的分子和原子，產(chǎn)生一系列物理和化學(xué)過(guò)程。其作用在物體表面可以實(shí)現(xiàn)物體的超潔凈清洗、物體表面活化、蝕刻、精整以及等離子表面涂覆。

二、等離子體表面處理技術(shù)的應(yīng)用

1、在工藝產(chǎn)業(yè)方面的應(yīng)用 1）、在測(cè)量被處理材料的表面張力

表面張力測(cè)定是用來(lái)評(píng)估材料表面是否能夠獲得良好的油墨附著力或者粘接附著品質(zhì)的重要手段。為了能夠評(píng)估等離子處理是否有效的改善了表面狀態(tài)，或者為了尋求最佳的等離子表面處理工藝參數(shù)，通常通過(guò)測(cè)量表面能的方式來(lái)測(cè)定表面，比如使用Plasmatreat 測(cè)試墨水。最主要的表面測(cè)定方式包括測(cè)試墨水，接觸角測(cè)量以及動(dòng)態(tài)測(cè)量 評(píng)價(jià)表面狀態(tài)

低表面能, 低于 28 mN/m

良好的表面附著能力，高表面能

2）預(yù)處理 – Openair? 等離子技術(shù)，對(duì)表面進(jìn)行清洗、活化和涂層處理的高技術(shù)表面處理工藝

常壓等離子處理是最有效的對(duì)表面進(jìn)行清洗、活化和涂層的處理工藝之一，可以用于處理各種材料，包括塑料、金屬或者玻璃等等。

使用Openair? 等離子技術(shù)進(jìn)行表面清洗，可以清除表面上的脫模劑和添加劑等，而其活化過(guò)程，則可以確保后續(xù)的粘接工藝和涂裝工藝等的品質(zhì)，對(duì)于涂層處理而言，則可以進(jìn)一步改善復(fù)合物的表面特性。使用這種等離子技術(shù)，可以根據(jù)特定的工藝需求，高效地對(duì)材料進(jìn)行表面預(yù)處理。

使用等離子技術(shù) 清洗玻璃

在后續(xù)加工過(guò)程前 活化聚丙烯材料

使用等離子聚合工藝 進(jìn)行表面涂層處理

2、等離子表面改性技術(shù)在工業(yè)上的應(yīng)用

1）等離子滲碳

該工藝是目前滲碳領(lǐng)域中較先進(jìn)的工藝技術(shù),是快速、優(yōu)質(zhì)、低能耗及無(wú)污染的新工藝。等離子滲碳具有高濃度滲碳、高滲層滲碳以及對(duì)于燒結(jié)件和不銹件鋼等進(jìn)行滲碳的能力。滲碳速度快,滲層碳濃度和深度容易控制,滲層致密性好。滲劑的滲碳效率高,滲碳件表面不產(chǎn)生脫碳層,無(wú)晶界氧化,表面清潔光亮,畸變小。處理后的工件耐磨性和疲勞強(qiáng)度均比常規(guī)滲碳高。2）等離子束氣缸內(nèi)壁硬化處理

利用高能量密度的等離子束對(duì)原來(lái)無(wú)法進(jìn)行常規(guī)處理的內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)壁進(jìn)行超快速加熱熔凝淬火,形成細(xì)密的白口及馬氏體高硬度組織,大幅度提高氣缸內(nèi)壁的耐磨性。原機(jī)械部規(guī)定,未經(jīng)處理的成品,優(yōu)等品缸套臺(tái)架試驗(yàn)壽命為5kh,而經(jīng)過(guò)等離子內(nèi)表面硬化的缸套壽命高達(dá)9kh。3）等離子滲金屬

在低真空下,利用輝光放電即低溫等離子轟擊的方法,可使工件表面滲人金屬元素。如滲 AI、Mo、W、Ti等,還可以進(jìn)行多種元素的復(fù)合滲和表面合金化處理,可獲得更好的表面性能。如10鋼等離子滲后再滲W的3~4倍,耐蝕性是只滲的一倍碳素鋼經(jīng)等離子滲后再,表面硬度達(dá)1600HV左右。4）等離子多元滲硼

用高能等離子束在常壓下快掃描涂敷多元滲硼膏劑的鋼管內(nèi)表面,可實(shí)現(xiàn)多元滲硼及自激冷淬火,獲得多元滲硼 淬火復(fù)合硬化層。檢測(cè)結(jié)果表明,硬化層具有較高的硬度及合理 的硬度梯度,耐磨性及 耐蝕性有顯著提高。5）等離子滲氮

該工藝在模具上的應(yīng)用已很普遍,如鋼壓鑄模、鋼壓延模、鋼冷擠壓模、鋼熱鍛模經(jīng)離子滲氮處理后的壽命一般可提高2~4倍

3、在醫(yī)用高分子領(lǐng)域的作用 1)增強(qiáng)抗菌性

隨著生物醫(yī)學(xué)的飛速發(fā)展，每年都有大量的人工器官或部件植入人體,但半數(shù)以上的植入物有感染,死亡率在50%～60%。特別是人工瓣膜心內(nèi)膜炎，對(duì)于瓣膜置換的病人往往是一個(gè)災(zāi)難性的后果。以往預(yù)防生物材料感染為中心的研究集中于細(xì)菌污染、細(xì)菌的毒力、侵入途徑、病人的抵抗力等方面。近來(lái)一些研究表明，引起這種感染的初始動(dòng)因就是細(xì)菌粘附在材料表面。表皮葡萄球菌是最常見(jiàn)和最嚴(yán)重的人工心臟瓣膜感染致病菌。研究人員發(fā)現(xiàn)以氬等離子體對(duì)醫(yī)用硅橡膠反復(fù)進(jìn)行處理，可明顯降低細(xì)菌的粘附和生長(zhǎng)。西南交通大學(xué)黃楠等人在不同工作條件下，使用乙炔對(duì)人工心瓣膜用聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯進(jìn)行等離子體浸沒(méi)離子束沉積，提高材料表面的親水性,對(duì)改性后的材料，做細(xì)菌的動(dòng)態(tài)粘附實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明其抗細(xì)菌粘附能力有顯著的提高。2)改善細(xì)胞親和性

隨著高分子科學(xué)的迅速發(fā)展，人們逐漸將高分子材料用來(lái)修復(fù)人體的器官或組織。三維可降解組織工程支架的研究是目前生物材料研究的熱點(diǎn)之一,但是目前所使用的大多數(shù)組織工程醫(yī)用高分子材料屬于生物“惰性”材料，不能為種子細(xì)胞的附著和生長(zhǎng)提供良好的生物界面。為了使材料具有良好的細(xì)胞親和性, 需對(duì)材料進(jìn)行表面改性。與其它表面改性方法相比，等離子體法既能較容易地在材料表面引入特定的官能團(tuán)或其它高分子鏈,還可避免因加工而使支架材料表面改性效果降低或喪失的優(yōu)點(diǎn)。國(guó)內(nèi)外曾有多個(gè)課題組研究了不同氣體等離子體對(duì)醫(yī)用高分子材料表面細(xì)胞親和性的影響。實(shí)驗(yàn)表明，各種含氮等離子體（氣態(tài)酰胺,胺基化合物及氨氣）處理后，能在材料表面引入氨基，促進(jìn)了細(xì)胞的粘附和生長(zhǎng)，同時(shí)材料表面氨基的數(shù)量和密度對(duì)于細(xì)胞的粘附有重要影響。但是簡(jiǎn)單的等離子體表面處理只能在短時(shí)間內(nèi)賦予材料一定的細(xì)胞相容性，由于等離子體處理效果的時(shí)效性，在材料表面引入的功能基團(tuán)會(huì)逐漸向表面內(nèi)運(yùn)動(dòng)和翻轉(zhuǎn)。為了獲得持久的表面改性效果，大多采用等離子體聚合和等離子體接枝對(duì)醫(yī)用高分子材料進(jìn)行表面修飾。此外近來(lái)也有課題組采用等離子體化學(xué)氣相沉積對(duì)醫(yī)用高分子材料進(jìn)行表面修飾以提高材料的細(xì)胞親和性。3)提高抗凝血性能

對(duì)于應(yīng)用于臨床的生物醫(yī)用材料來(lái)說(shuō)，材料的抗凝血性能十分重要，而對(duì)于植入體內(nèi)與血液相接觸的醫(yī)用材料來(lái)說(shuō)，其抗凝血性能更是至關(guān)重要，很多醫(yī)用材料就是因?yàn)榭鼓缘牟蛔悖拗屏似湓谂R床及生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。從第一代血液相容性生物醫(yī)用材料問(wèn)世，至今已逾40年，但目前仍沒(méi)有能完全符合臨床要求的抗凝血醫(yī)用材料。近些年來(lái)國(guó)內(nèi)外的一些研究小組開(kāi)始嘗試?yán)玫入x子體技術(shù)對(duì)醫(yī)用高分子材料表面進(jìn)行改性，期望在保持材料原有的優(yōu)異的力學(xué)機(jī)械性能的基礎(chǔ)上，賦予材料良好的抗凝血性能。如采用等離子體表面磺酸化技術(shù)在高分子材料表面引入了磺酸基，從而提高了材料的抗凝血性能；利用等離子體技術(shù)實(shí)現(xiàn)肝素在醫(yī)用高分子材料表面高活性的固定；將等離子體技術(shù)與紫外接枝聯(lián)用，在醫(yī)用高分子材料表面固定具有抗凝血性能的生物大分子。4)等離子體滅菌

現(xiàn)代醫(yī)療衛(wèi)生在為人類健康做出貢獻(xiàn)的同時(shí),也因致病微生物在公眾場(chǎng)所的集中性、易傳播性為人類帶來(lái)了一定的隱患。在對(duì)抗病菌的戰(zhàn)斗中,殺菌消毒方法始終是一個(gè)重要研究?jī)?nèi)容。低溫等離子體殺菌消毒技術(shù)有一定的特點(diǎn): 與高壓蒸汽滅菌、干熱滅菌相比,滅菌時(shí)間短；與化學(xué)滅菌相比, 操作溫度低；能夠廣泛應(yīng)用于多種材料和物品的滅菌；產(chǎn)生的各種活性粒子能夠在數(shù)毫秒內(nèi)消失,所以無(wú)需通風(fēng),不會(huì)對(duì)操作人員構(gòu)成傷害,安全可靠。當(dāng)然，等離子體方法所導(dǎo)致的材料表面化學(xué)性質(zhì)的變化也使得該方法具有一定的復(fù)雜性。通過(guò)等離子體照射醫(yī)用高分子材料, 往往可以將材料的前期處理和殺菌消毒一步實(shí)現(xiàn), 為人工臟器移植、組織材料培養(yǎng)提供了新的方案。5)形成阻隔膜

大量實(shí)驗(yàn)表明聚合物中的增塑劑、填充劑、抗氧化劑、引發(fā)劑和殘余單體會(huì)對(duì)人體造成危害。采用等離子體聚合或等離子體接枝可在醫(yī)用高分子表面形成一層阻隔膜，從而降低有害物質(zhì)的滲透性，阻止聚合物中低分子量添加劑的泄漏。國(guó)外一些研究者以此制備出抗?jié)B漏型生物材料，通過(guò)等離子體聚合膜成功地降低了二辛酞酸酯(增塑劑)從聚氯乙烯中滲到血液中的量，采用四甲基二硅氧烷等離子體聚合物鍍膜也可阻止聚氯乙烯管的浸出物。通過(guò)等離子體聚合在高分子微膠囊表面形成阻隔膜，以形成的聚合膜作為一道限速屏障，可以控制藥物釋放速度。相當(dāng)于在微膠囊表面加上一件外衣，但不會(huì)影響材料本身的性能。

結(jié)語(yǔ)：等離子表面處理技術(shù)能夠在材料科學(xué)、高分子科學(xué)、生物醫(yī)藥材料學(xué)、微流體研究、微電子機(jī)械系統(tǒng)研究、光學(xué)、顯微術(shù)和牙科醫(yī)療等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。因此，此技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域具有不可估量的發(fā)展前景。

第四篇：鋁型材表面處理

鋁型材表面處理

鋁型材表面處理主要分為：

① 氟碳噴涂、② 粉沫噴涂、③ 陽(yáng)極氧化（陰極氧化）、④ 電泳、⑤ 電鍍等。

這些表面處理方法間有相同也有不同，相同點(diǎn)就是都是在型材表面增加了保護(hù)膜；不同在于氟碳噴涂、粉沫噴涂是靠靜電加膜于型材表面，所以也稱靜電噴涂；陽(yáng)極氧化、電泳是通過(guò)直流電的正負(fù)極以及形成膜的分子、原子以及離子的正負(fù)相吸移動(dòng)附著于金屬表面而形成的保護(hù)膜；電鍍和陽(yáng)極氧化、電泳工藝術(shù)有雷同處，所不同的是：被電鍍的可以不是金屬，電鍍液由含有鍍覆金屬（鋅、鉻、鎳等）的化合物、導(dǎo)電的鹽類、緩沖劑、pH調(diào)節(jié)劑和添加劑等的水溶液組成。1，電鍍可以對(duì)五金和塑膠進(jìn)行處理,。2，電泳和陽(yáng)極只能對(duì)導(dǎo)電物體進(jìn)行處理。3，電鍍和電泳均為對(duì)被處理物體表面增材料，換句話說(shuō),就是厚度增加，4，而陽(yáng)極則為對(duì)物體進(jìn)行去材料處理,也就是陽(yáng)極后厚度會(huì)減小。

下面就型材表面處理做具體分析

一、氟碳噴涂和粉末噴涂（靜電噴涂）

粉沫噴涂：粉沫噴涂的原料為：聚氨脂、聚氨樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、羥基聚脂樹(shù)脂以及環(huán)氧／聚酯樹(shù)脂，可配制多種顏色。粉沫噴涂的特點(diǎn) ：噴涂設(shè)備有手工的，有自動(dòng)吊掛式、施工簡(jiǎn)單、涂層厚度為30微米以上，抗沖擊，耐磨擦，防腐蝕，耐候性等均好，涂料價(jià)格比氟碳便宜。粉沫噴涂最大弱點(diǎn)是怕太陽(yáng)紫外線照射，長(zhǎng)期照射會(huì)造成自然退色，鋁板向陽(yáng)面和非向陽(yáng)面幾年后色差明顯，一般為2-5年就產(chǎn)生明顯色差?，F(xiàn)在市場(chǎng)上出現(xiàn)名子叫彩色鋁型材，用于鋁門(mén)窗，就是用普通鋁型材粉沫噴涂而成。使鋁門(mén)窗顏色品種增加，同時(shí)也增強(qiáng)抗腐蝕能力。

另一種靜電噴涂為液態(tài)噴涂，又稱氟碳噴涂，屬于高檔次噴涂?jī)r(jià)格較高，在國(guó)外早已應(yīng)用。在國(guó)內(nèi)近二年來(lái)才大面積用于鋁板幕墻，由于其優(yōu)異的特點(diǎn)，越來(lái)越受到建筑業(yè)及用戶的重視和青睞。氟碳噴涂具有優(yōu)異的抗退色性、抗起霜性、抗大氣污染(酸雨等)的腐蝕性，抗紫外線能力強(qiáng)，抗裂性強(qiáng)以及能夠承受惡劣天氣環(huán)境。是一般涂料所不及的。

氟碳噴涂的設(shè)備及工藝：

氟碳涂料本身性能決定，噴涂設(shè)備必須保證有出色的霧化效果，保證噴涂層的均勻性，氟碳涂料中的金屬微粒的分布，直接影響涂層的外觀效果。涂層均勻，質(zhì)量?jī)?yōu)秀的氟碳涂層具有金屬光澤，顏色鮮明、明顯的立體感。而使用不合適的噴涂設(shè)備的氟碳噴涂層，會(huì)產(chǎn)生顏色不均，表面有陰影或涂層不牢。大大影響了氟碳的裝飾效果，為了達(dá)到好的噴涂效果，均采用高壓靜電電氣噴槍。氟碳噴涂工藝多采用多層噴涂，以充分發(fā)揮Kynar 500金屬漆的耐久性、耐候性的優(yōu)勢(shì)，從鋁材的前表面處理到各噴涂過(guò)程都需要嚴(yán)格控制質(zhì)量，最終產(chǎn)品必須達(dá)到美國(guó)建筑制造業(yè)協(xié)會(huì)AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)。

氟碳噴涂工藝流程為：

前處理流程：鋁材的去油去污→水洗→堿洗(脫脂)→水洗→酸洗→水洗→鉻化→水洗→純水洗噴涂流程：噴底漆→面漆→罩光漆→烘烤(180-250℃)→質(zhì)檢

多層噴涂工藝以三次噴涂(簡(jiǎn)稱三噴)，噴底面漆、面漆及罩光漆和二次噴涂(底漆、面漆)。

1．前處理的目的：在鋁合金型材、板材進(jìn)行噴涂前，工件表面要經(jīng)過(guò)去油去污及化學(xué)處理，以產(chǎn)生鉻化膜，增加涂層和金屬表面結(jié)合力和防氧化能力，有利于延長(zhǎng)漆膜的使用年限。

2．底漆涂層：作為封閉底材的底漆涂層，其作用在于提高涂層抗?jié)B透能力，增強(qiáng)對(duì)底材的保護(hù)，穩(wěn)定金屬表面層，加強(qiáng)面漆與金屬表面的附著力，可以保證面漆涂層的顏色均勻性，漆層厚度一般為5-10微米。

3．面漆涂層：面漆涂層是噴涂層關(guān)鍵的一層，在于提供鋁材所需要的裝飾顏色，使鋁材外觀達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并且保護(hù)金屬表面不受外界環(huán)境大氣，酸雨，污染的侵蝕，防止紫外線穿透。大大

增強(qiáng)抗老化能力，面漆涂層是噴涂中最厚的一層漆層，漆層厚度一般為23-30微米。

4．罩光漆涂層：罩光漆涂層也稱清漆涂層，主要目的是更有效地增強(qiáng)漆層抗外界侵蝕能力，保護(hù)面漆涂層，增加面漆色彩的金屬光澤，外觀更加顏色鮮明，光彩奪目，涂層厚度一般為5-10微米。三噴涂層總厚度一般為40-60微米，特殊需要的可以加厚。

5．固化處理：三噴涂層一般需要二次固化，鋁材進(jìn)入固化爐處理，固化溫度一般在180℃-250℃之間，固化時(shí)間為15-25分鐘，不同氟碳涂料生產(chǎn)廠家，都會(huì)根據(jù)自己的涂料，提供最佳的溫度和時(shí)間。氯碳噴涂廠(鋦油廠)也有的根據(jù)自己經(jīng)驗(yàn)把三噴時(shí)的兩次固化改為一次固化。

質(zhì)量檢驗(yàn)：質(zhì)量檢驗(yàn)應(yīng)按AAMA-605.02.90標(biāo)準(zhǔn)。嚴(yán)格的質(zhì)量檢查才能保證高質(zhì)量噴涂產(chǎn)品

二、陽(yáng)極氧化（陰極氧化）、電泳

電泳法可分為自由電泳（無(wú)支持體）及區(qū)帶電泳（有支持體）兩大類。前者包括 Tise-leas式微量電泳、顯微電泳、等電聚焦電泳、等速電泳及密度梯度電泳。區(qū)帶電泳則包括濾紙電泳（常壓及高壓）、薄層電泳（薄膜及薄板）、凝膠電泳（瓊脂、瓊脂糖、淀粉膠、聚丙烯酰胺凝膠）等。電泳是電泳涂料在陰陽(yáng)兩極，施加于電壓作用下，帶電荷之涂料離子移動(dòng)到陰極，并與陰極表面所產(chǎn)生之堿性作用形成不溶解物，沉積于工件表面。

它包括四個(gè)過(guò)程：

① 電解（分解）

在陰極反應(yīng)最初為電解反應(yīng)，生成氫氣及氫氧根離子 OH，此反應(yīng)造成陰極面形成一高堿性邊界層，當(dāng)陽(yáng)離子與氫氧根作用成為不溶于水的物質(zhì)，涂膜沉積，方程式為： H2O→OH+H② 電泳動(dòng)（泳動(dòng)、遷移）

陽(yáng)離子樹(shù)脂及 H+ 在電場(chǎng)作用下，向陰極移動(dòng)，而陰離子向陽(yáng)極移動(dòng)過(guò)程。

③ 電沉積（析出）

在被涂工件表面，陽(yáng)離子樹(shù)脂與陰極表面堿性作用，中和而析出不沉積物，沉積于被涂工件上。④ 電滲（脫水）

涂料固體與工件表面上的涂膜為半透明性的，具有多數(shù)毛細(xì)孔，水被從陰極涂膜中排滲出來(lái)，在電場(chǎng)作用下，引起涂膜脫水，而涂膜則吸附于工件表面，而完成整個(gè)電泳過(guò)程。

電泳表面處理工藝的特點(diǎn)：

電泳漆膜具有涂層豐滿、均勻、平整、光滑的優(yōu)點(diǎn)，電泳漆膜的硬度、附著力、耐腐、沖擊性能、滲透性能明顯優(yōu)于其它涂裝工藝。

陽(yáng)極氧化的原理及相關(guān)知識(shí)

以鋁或鋁合金制品為陽(yáng)極置于電解質(zhì)溶液中, 利用電解作用, 使其表面形成氧化鋁薄膜的過(guò)程, 稱為鋁及鋁合金的陽(yáng)極氧化處理。鋁陽(yáng)極氧化的原理實(shí)質(zhì)上就是水電解的原理。當(dāng)電流通過(guò)時(shí), 將發(fā)生以下的反應(yīng)：

在陰極上, 按下列反應(yīng)放出 H2：2H + +2e → H2

在陽(yáng)極上, 4OH – 4e→ 2H2O + O2, 析出的氧不僅是分子態(tài)的氧(O2), 還包括原子氧(O), 以及離子氧(O-2), 通常在反應(yīng)中以分子氧表示。作為陽(yáng)極的鋁被其上析出的氧所氧化, 形成無(wú)水的12O3膜： 4A1 + 3O2 = 2A12O3 + 3351J 應(yīng)指出, 生成的氧并不是全部與鋁作用, 一部分以氣態(tài)的形式析出。陽(yáng)極氧化的種類陽(yáng)極氧化早就在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。冠以不同名稱的方法繁多, 歸納起來(lái)有以下幾種分類方 法： 按電流型式分有：直流電陽(yáng)極氧化；交流電陽(yáng)極氧化；以及可縮短達(dá)到要求厚度的生產(chǎn)時(shí)間，膜層既厚又均勻致密, 且抗蝕性顯著提高的脈沖電流陽(yáng)極氧化。按電解液分有：硫酸、草酸、鉻酸、混合酸和以磺基有機(jī)酸為主溶液的自然著色陽(yáng)極氧化。按膜層性質(zhì)分有：普通膜、硬質(zhì)膜(厚膜)、瓷質(zhì)膜、光亮修飾層、半導(dǎo)體作用的阻擋層等陽(yáng)極氧化。直流電硫酸陽(yáng)極氧化法的應(yīng)用最為普遍, 這是因?yàn)樗哂羞m用于鋁及大部分鋁合金的陽(yáng)極氧化處理；膜層較厚、硬而耐磨、封孔后可獲得更好的抗蝕性；膜層無(wú)色透明、吸附能力強(qiáng)極易著色；處理電壓較低,耗電少；處理過(guò)程不必改變電壓周期, 有利于連續(xù)生產(chǎn)和實(shí)踐操作自動(dòng)化；硫酸對(duì)人身的危害較鉻酸小, 貨源廣, 價(jià)格低等優(yōu)點(diǎn)。近十年來(lái), 我國(guó)的建筑業(yè)逐步使用鋁門(mén)窗及其它裝飾鋁材, 它們的表面處理生產(chǎn)線都是采用這種方法。

三、電鍍工藝:利用電解的方法使金屬或合金沉積在工件表面，以形成均勻、致密、結(jié)合力良

好的金屬層的過(guò)程叫電鍍。電鍍是一種電化學(xué)過(guò)程，也是一種氧化還原過(guò)程。電鍍的基本過(guò)程是將零件浸在金屬鹽的溶液中作為陰極，金屬板作為陽(yáng)極，接直流電源后，在零件上沉積出所需的鍍層。陽(yáng)極分為可溶性陽(yáng)極和不溶性陽(yáng)極，大多數(shù)陽(yáng)極為與鍍層相對(duì)應(yīng)的可溶性陽(yáng)極，如：鍍鋅為鋅陽(yáng)極，鍍銀為銀陽(yáng)極，鍍錫-鉛合金使用錫-鉛合金陽(yáng)極.但是少數(shù)電鍍由于陽(yáng)極溶解困難，使用不溶性陽(yáng)極，如酸性鍍金使用的是多為鉑或鈦陽(yáng)極.鍍液主鹽離子靠添加配制好的標(biāo)準(zhǔn)含金溶液來(lái)補(bǔ)充.鍍鉻陽(yáng)極使用純鉛，鉛-錫合金，鉛-銻合金等不溶性陽(yáng)極。

工藝過(guò)程

一般包括電鍍前預(yù)處理，電鍍及鍍后處理三個(gè)階段。完整過(guò)程：

1、浸酸→全板電鍍五金及裝飾性電鍍工藝程序

銅→圖形轉(zhuǎn)移→酸性除油→二級(jí)逆流漂洗→微蝕→二級(jí) →浸酸→鍍錫→二級(jí)逆流漂洗

2、逆流漂洗→浸酸→圖形電鍍銅→二級(jí)逆流漂洗 →鍍鎳→二級(jí)水洗→浸檸檬酸→鍍金→回收→2-3級(jí)純水洗→烘干工藝要求

① 鍍層與基體金屬、鍍層與鍍層之間，應(yīng)有良好的結(jié)合力。

② 鍍層應(yīng)結(jié)晶細(xì)致、平整、厚度均勻。

③ 鍍層應(yīng)具有規(guī)定的厚度和盡可能少的孔隙。

④ 鍍層應(yīng)具有規(guī)定的各項(xiàng)指標(biāo)，如光亮度、硬度、導(dǎo)電性等。

⑤ 電鍍時(shí)間及電鍍過(guò)程的溫度，決定鍍層厚度的大小。

第五篇：達(dá)克羅表面處理

達(dá)克羅"表面涂層處理技術(shù)是目前世界上最新的金屬表面涂層處理技術(shù)工藝。用一種新工藝在金屬表面涂敷專用混合涂層，可替代傳統(tǒng)工藝的所有前處理工序，金屬防護(hù)水平達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。在金屬表面處理工藝中可稱為高效全封閉綠色環(huán)保處理工程。達(dá)克羅是DACROMET的縮寫(xiě)和譯音。又稱達(dá)克銹、達(dá)克曼、迪克龍、鋅鉻膜。達(dá)克羅技術(shù)是由美國(guó)人發(fā)明，日本人買(mǎi)斷，現(xiàn)被我國(guó)引進(jìn)的專有控制性技術(shù)，整套工藝設(shè)備采用全過(guò)程閉路循環(huán)的涂復(fù)方式，革新了電鍍工藝，杜絕了電鍍過(guò)程中產(chǎn)生的酸、堿、鋅、鉻及污水、廢氣的排放等污染問(wèn)題。達(dá)克羅是經(jīng)過(guò)脫脂→拋丸→涂復(fù)→固化→冷卻→成品的工藝過(guò)程，使用工件形成片狀鋅粉、鋁粉及金屬鉻鹽組成的銀灰色防腐蝕涂層。達(dá)克羅膜層在金屬表面形成的過(guò)程中，其揮發(fā)的物質(zhì)幾乎全部是經(jīng)過(guò)氣化的水分，且無(wú)任何污染和公害在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，已得到廣泛的應(yīng)用，正逐步替代污染嚴(yán)重的電鍍鋅、電鍍鎘、熱浸鍍鋅、熱噴鋅、機(jī)械鍍鋅、鋅基合金鍍層、氧化、磷化等多種傳統(tǒng)的表面處理工藝，從根本上減少了環(huán)境污染的發(fā)生，并具有其他表面處理所無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)。

目前國(guó)內(nèi)從事達(dá)克羅涂覆生產(chǎn)的單位有四十多家，百分之六十的生產(chǎn)線分布在上海及江浙一帶，現(xiàn)在，從設(shè)備到工藝、涂液、以及達(dá)克羅液的生產(chǎn)配方，在市場(chǎng)上均可找到提供的商家，價(jià)格也不高。達(dá)克羅的涂覆生產(chǎn)線，分為連續(xù)式和間斷式二種，早期的達(dá)克羅生產(chǎn)線，因?yàn)槎际且恍┵Y金充足的企業(yè)投資的，所以都采用了連續(xù)式的生產(chǎn)線。這種生產(chǎn)線的設(shè)備投資在一百萬(wàn)左右，包括前處理設(shè)備：如拋丸機(jī)、清洗機(jī)、浸涂與甩液的機(jī)械手、網(wǎng)帶式燒結(jié)固化爐、化驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備等。在近幾年，隨著達(dá)克羅技術(shù)在中小企業(yè)的推廣使用，出現(xiàn)了一種間斷式的達(dá)克羅生產(chǎn)線，其中使用到的設(shè)備與連續(xù)式的主要區(qū)別在于其用于固化的燒結(jié)爐子采用了箱式的爐子，使設(shè)備的成本降低許多，另外，涂覆上也簡(jiǎn)化了，不再使用機(jī)械手涂覆及甩液，這樣的結(jié)果，使整套市長(zhǎng)的總的投資降到了三十萬(wàn)左右。

對(duì)于那些動(dòng)手能力強(qiáng)的企業(yè)，還可以利用現(xiàn)有的設(shè)備，進(jìn)行改造，添加一些必要的設(shè)備后組成達(dá)克羅生產(chǎn)線的，這樣做的話，投資還可以大大的降低。

無(wú)論采用何種方式，都須滿足達(dá)克羅生產(chǎn)的工藝要求，才能獲得合格的產(chǎn)品。不能因?yàn)橐档蜕a(chǎn)成本，不顧生產(chǎn)工藝的要求，對(duì)設(shè)備亂改一氣。

以上是我根據(jù)多年來(lái)的達(dá)克羅生產(chǎn)實(shí)踐，對(duì)達(dá)克羅的一點(diǎn)解釋，歡迎從事這一工作的同道互相探討，如有不當(dāng)，敬請(qǐng)指正。