Revestimentos cerâmicos de alto desempenho são um termo geral para uma classe de revestimentos inorgânicos não metálicos que surgiram após as resinas orgânicas, metais e ligas metálicas. Ao longo do último meio século, com o desenvolvimento de tecnologias de ponta, como as aplicadas na engenharia aeroespacial e na indústria eletrônica militar, os revestimentos cerâmicos de alto desempenho também alcançaram um crescimento sustentado e rápido. Os componentes revestidos, fabricados pela combinação desse novo tipo de material de alta temperatura com uma matriz metálica, não apenas integram as propriedades dos materiais cerâmicos monolíticos, apresentando vantagens como alta resistência à temperatura e à corrosão química, mas também permitem que a alta tenacidade, a alta plasticidade e a alta condutividade elétrica do revestimento cerâmico e do material metálico base se complementem, mantendo assim a resistência estrutural do substrato original.
Método de moldagem
① Métodos de deposição em fase sólida: como a síntese autopropagante de alta temperatura.
② Métodos de deposição em fase gasosa: como a deposição física de vapor (PVD) e a deposição química de vapor (CVD).
③ Métodos químicos úmidos: como o método sol-gel, a deposição química sem eletrodos e a deposição química composta.
④ Métodos de aspersão térmica: como a aspersão por plasma e a aspersão por chama. Este método representa mais de 50% da quota de mercado de revestimentos cerâmicos.
Vantagens e desvantagens
Vantagem:
① Pode combinar de forma flexível a resistência a altas temperaturas, a resistência ao desgaste, a resistência à corrosão e outras características dos materiais cerâmicos com a alta resistência e tenacidade, processabilidade, condutividade elétrica e térmica dos materiais metálicos, complementando as vantagens de cada um para maximizar os benefícios abrangentes e atender às necessidades dos produtos mecânicos em termos de desempenho estrutural e ambiental.
② Existe uma grande variedade de materiais disponíveis para a preparação de revestimentos cerâmicos, e materiais como cerâmica-cerâmica, cerâmica-metal e cerâmica-plástico podem ser combinados conforme a necessidade. Além disso, a integração com os equipamentos e condições originais de processamento de metais facilita a transformação tecnológica das empresas.
③ Os revestimentos cerâmicos são fáceis de formar, com altas taxas de deposição e espessura controlável. Diferentes processos de sinterização podem ser usados para a aplicação por aspersão em superfícies de peças de paredes finas, peças ocas e peças com formatos especiais, sendo também possível realizar o reforço localizado dos produtos por aspersão.
④ Revestimentos cerâmicos podem ser preparados em diferentes substratos com bom desempenho de processamento. Por exemplo, diversos materiais inorgânicos, como metais, cimento, materiais refratários, gesso e pedra; plásticos e materiais orgânicos; madeira, papelão, etc., cujas propriedades podem ser melhoradas pela aplicação de revestimentos cerâmicos. Quando o revestimento cerâmico é danificado, o substrato metálico ainda pode ser reutilizado e o revestimento cerâmico pode ser aplicado novamente (o mesmo se aplica a outros substratos, desde que não haja danos que impeçam o uso secundário).
⑤ O consumo de material é baixo. A espessura dos revestimentos cerâmicos geralmente varia entre algumas dezenas de micrômetros e alguns milímetros. Além disso, os materiais cerâmicos têm baixa densidade, portanto o consumo de material é pequeno, mas o valor agregado é alto.
⑥ Não há restrições quanto ao tamanho das peças ou dos locais de construção. Os produtos pulverizados podem ser grandes ou pequenos, e o formato não é limitado; eles podem ser fabricados em uma fábrica de pulverização térmica ou no local da obra.
Desvantagens:
① Baixa capacidade de deformação plástica, sensível à concentração de tensões e fissuras, e baixa resistência ao choque térmico e à fadiga.
② Existe uma diferença significativa no coeficiente de expansão e na condutividade térmica entre os materiais de revestimento cerâmico e os materiais metálicos, e os diferentes estados de tensão gerados durante o uso afetarão sua vida útil.
③ O revestimento e o substrato são unidos por intertravamento mecânico ou forças moleculares, e existe um problema de diferentes resistências de ligação entre os dois lados.