陶瓷涂层的性能及分类

陶瓷涂层是一类无机非金属涂层的总称，既保持了传统陶瓷材料的耐高温、抗磨损、耐腐蚀等优点，还保持了基体材料的结构强度。

陶瓷涂层按材料的化学成分，主要有氧化物涂层、非氧化涂层、硅酸盐系涂层、复合陶瓷涂层。氧化物陶瓷常用的涂层材料有Al2O3、TiO2、ZrO2、Cr2O3、SiO2、MgO、BeO、Y2O3等；碳化物陶瓷主要有SiC、WC、BC、TiC等；氮化物陶瓷主要有Si3N4、TiN、BN、AlN等；硼化物陶瓷，常用的有TiB、ZrB2等。除此之外，随着工程应用对陶瓷涂层提出的要求愈加严苛，一些新型的陶瓷涂层也是当前研究的热点，如稀土陶瓷涂层、复相涂层、MAX相涂层等。

从应用角度来看，又分为不同特殊性能的陶瓷涂层，如高温绝热涂层、耐磨耐冲刷涂层、热处理防护涂层、高温润滑涂层、原子能涂层等。

陶瓷涂层制备技术

目前常用的陶瓷涂层制备技术主要有激光熔覆技术、自蔓延技术、热喷涂技术、溶胶——凝胶法、气相沉积等方法。

激光熔覆技术

激光熔覆技术是采用激光作为热源，将具有特殊性能（如耐磨、耐蚀、抗氧化等）的涂层材料和基体表面同时进行熔化而生产新的表面涂层的技术。基本原理是使涂层材料在激光束作用下迅速熔化、扩展及快速凝固，在基材表面上形成无裂纹、无气孔的冶金结合层。这种技术具有许多优点，如应用灵活、耗能小、热输入量低、引起的热变形较小，不需要后续加工或加工量很小，减少公害等。在陶瓷涂层中，耐磨陶瓷涂层是研究得最早，也是最多的一种功能涂层。这项技术能够熔化陶瓷材料克服其难加工的特性，大幅度提高了基体的使用寿命、耐高温、耐腐蚀、抗压等一系列性能指标，国内外许多研究者在不同基材上进行激光熔覆陶瓷涂层都取得了良好的耐磨效果。可制备出高质量的陶瓷涂层，因此很多专家学者都致力于该技术的研究。

20世纪70年代，研究学者就以激光为热源熔化陶瓷粉末制备陶瓷涂层，并对其性能参数进行细致的分析研究。赵冠琳采用原位反应的方法，将预制好的钛铁、钒铁及石墨混合物置于钢基体表面，以激光作为热源，生成TiC-VC增强熔覆层。武晓雷利用激光熔覆技术制备TiC熔覆层，经试验数据表明，该涂层的显微硬度及耐磨损性能有了明显的提高。经过多年的研究、开发和不断完善，该技术正逐步成为一项综合性的高新技术产业，并随着激光器、机器人和自动控制技术的发展，激光熔覆技术将向着大功率、自动化的方向迈进。

未来，激光熔覆技术在防腐工程方面会有极大的应用前景，可用于制备纯陶瓷涂层、金属基陶瓷复合涂层、生物陶瓷涂层和反应自生陶瓷涂层。