Uma breve discussão sobre o desempenho de revestimentos cerâmicos de alto desempenho
Revestimentos cerâmicos de alto desempenho são um termo geral para uma classe de revestimentos inorgânicos não metálicos que surgiram após resinas orgânicas, metais e ligas. Ao longo do último meio século, com o desenvolvimento de tecnologias de ponta, como a engenharia aeroespacial e as indústrias eletrônica e militar, os revestimentos cerâmicos de alto desempenho também alcançaram um crescimento rápido e sustentado. Os componentes revestidos, obtidos 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 resistência a altas temperaturas e resistência 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 síntese autopropagante de alta temperatura.
② Métodos de deposição em fase gasosa: como deposição física de vapor (PVD) e deposição química de vapor (CVD).
③ Métodos químicos úmidos: como método sol-gel, galvanoplastia e galvanoplastia química composta.
④ Métodos de pulverização térmica: como pulverização de plasma e pulverização por chama. Este método representa mais de 50% do mercado de revestimentos cerâmicos.
Vantagens e desvantagens
Vantagem:
① Ele pode combinar de forma flexível a alta resistência à temperatura, resistência ao desgaste, 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 um do outro para maximizar as vantagens abrangentes e atender às necessidades dos produtos mecânicos para desempenho estrutural e ambiental.
② Há 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 necessário. Também é fácil de integrar com o equipamento original de processamento de metal e as condições para alcançar a transformação tecnológica das empresas.
3. Revestimentos cerâmicos são fáceis de moldar, com taxas de deposição rápidas e espessura de revestimento controlável. Diferentes processos de sinterização podem ser utilizados para pulverização em superfícies de peças de paredes finas, peças ocas e peças com formatos especiais, além de reforço localizado de produtos por pulverização.
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; plásticos e materiais orgânicos; madeira, papelão, etc., cujas propriedades podem ser melhoradas pela pulverização de revestimentos cerâmicos. Se o revestimento cerâmico estiver danificado, o substrato metálico ainda pode ser reutilizado, e os revestimentos cerâmicos podem ser pulverizados novamente (o mesmo se aplica a outros substratos, desde que não haja danos que afetem o uso secundário).
⑤ O consumo de material é baixo. A espessura dos revestimentos cerâmicos geralmente varia entre algumas dezenas de mícrons 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 locais de construção. Os produtos pulverizados podem ser grandes ou pequenos, e o formato é ilimitado; podem ser construídos em uma fábrica de pulverização térmica ou no local.
Desvantagens:
① Baixa capacidade de deformação plástica, sensibilidade à concentração de tensões e rachaduras, além de baixa resistência ao choque térmico e à fadiga.
② Há uma diferença significativa no coeficiente de expansão e na condutividade térmica entre materiais de revestimento cerâmico e materiais metálicos, e os diferentes estados de tensão gerados durante o uso afetarão sua vida útil.
③ O revestimento e o substrato são combinados por intertravamento mecânico ou forças moleculares, e há um problema de diferentes forças de ligação entre os dois lados.