Tá bratuithe ceirmeacha alúmana, a bhfuil meas orthu as a gcruasacht ard, friotaíocht ard teochta, friotaíocht creimeadh, agus insliú leictreach, tar éis éirí ina n-ábhar fíor-riachtanach cosanta dromchla i ndálaí foircneacha trasna réimsí amhail aeraspáis, peitriceimiceach agus leictreonaic mheicniúil. Go háirithe le forbairt trealaimh deiridh ard i dtreo ualaí, luasanna agus teochtaí níos airde, tá na ceanglais feidhmíochta cuimsitheacha maidir le bratuithe alúmana ag éirí níos déine. Mar sin féin, is dúshlán lárnach é ullmhú agus cur i bhfeidhm bratuithe alúmana le fada an lá: a brittleness dúchasach, íogaireacht i leith tiúchan struis, agus comhéifeacht leathnú teirmeach neamhréir le foshraitheanna miotail. I dteannta le tréithe leá tapa agus soladú na bpróiseas spraeála teirmeach, is furasta na fachtóirí seo a bheith mar thoradh ar strus teanntachta iarmharach laistigh den sciath, rud a fhágann go bhfuil sé an-seans maith go scoilteadh agus go laghdaítear a fheidhmíocht chosanta dá bharr. Níos tábhachtaí fós, faoi turraing teirmeach nó ualach meicniúil, is féidir le microcracks iomadú agus nascadh, ar deireadh thiar ina chúis le spallation sciath agus teip.
Dá bhrí sin, ní hamháin gur ábhar lárnach i dtaighde teicneolaíochta spraeála teirmeach é tionscnamh crack a shochtadh agus bratuithe alúmana a dhéanamh níos déine, ach tá sé ina réamhriachtanas lárnach freisin chun a gcur i bhfeidhm a chumasú i dtimpeallachtaí níos déine fós. Tugann an t-alt seo modhanna isteach chun scoilteanna a sheachaint agus toise a bhaint amach i bratuithe alúmana ó cheithre thoise: airíonna púdar spraeáilte, dearadh comhdhéanamh sciath, leas iomlán a bhaint as próiseas spraeála, agus rialú struchtúr brataithe.
I. Airíonna Púdar Sprae: An Foinse um Rialú Lochtanna
Mar an "amhábhar" don sciath, déanann airíonna fisiciceimiceacha an phúdair spraeála a chinneadh go bunúsach ar mhicreastruchtúr an sciath agus ar chlaonadh foirmiú lochtanna. Dá bhrí sin, ní mór tús a chur le forlíonadh crack le roghnú agus leas iomlán a bhaint as an púdar.
01 Rialú agus Optamú Méid na gCáithníní
Go ginearálta, is féidir le cáithníní alúmana níos lú pores sciath a líonadh níos fearr le linn spraeáil, ag laghdú porosity agus i bhfabhar bratuithe níos dlúithe le friotaíocht caitheamh réasúnta ard agus airíonna meicniúla. Mar sin, is fearr nana-alúmana níos míne maidir le toisí na gcáithníní. Mar sin féin, tá dhá phríomhfhadhb ag baint le cáithníní ró-mhínte: Ar an gcéad dul síos, tá táimhe na nana-bhúdair an-íseal; nuair a théann siad i bhfeidhm ar an tsubstráit, níl dóthain fuinnimh cinéiteach acu chun cloí go héifeachtach, rud a fhágann go bhfuil éifeachtacht taisce an-íseal. Ar an dara dul síos, tá achar dromchla mór sonrach ag nana-bhúdair agus fuinneamh ard dromchla, rud a fhágann go bhfuil siad seans maith go ceirtleáil. Is é an toradh a bhíonn air seo ná droch-sreabhadh, seachadadh deacair, agus spraeáil míchothrom, rud a d'fhéadfadh cruas neamhleor logánta nó friotaíocht caitheamh a chruthú, nó limistéir tiúchana strus a chruthú a chuireann isteach ar fheidhmíocht iomlán an bhrataithe.
Dá bhrí sin, nuair a úsáidtear nana-bhúdair le haghaidh spraeáil, is féidir próiseas "gráinniú tánaisteach" a úsáid. Is éard atá i gceist leis seo ná ceanglóra a úsáid chun cáithníní níos mó a fhoirmiú le dáileadh agus cruth méid sonrach, feabhas a chur ar insreabhadh, iompar púdar agus sil-leagan a éascú le linn spraeáil, agus feabhas a chur ar éifeachtúlacht taisce.
02 Roghnú moirfeolaíochta
Is féidir le púdair alúmana sféarúil le cruthanna rialta agus cumas sreabhadh maith scaipeadh go haonfhoirmeach le linn spraeáil, ag cruthú struchtúir dlúth brataithe le dromchlaí réidh, porosity íseal, agus feidhmíocht chosanta den scoth. I gcodarsnacht leis sin, is gnách go mbíonn púdair alúmana neamhrialta ag pacáil níos scaoilte, rud a d'fhéadfadh a bheith ina chúis le porosity níos airde agus a chuireann isteach ar dhlús agus sláine an bhrataithe. Ina theannta sin, mar gheall ar scaipeadh míchothrom, is féidir le púdair neamhrialta pointí tiúchana struis a chruthú laistigh den sciath, rud a fhágann go ndéantar cáithníní a dhícheangal le linn caitheamh agus laghdaítear friotaíocht caitheamh. Mar sin, le haghaidh feidhmeanna praiticiúla, ba cheart tús áite a thabhairt do phúdair sféarúla nó gar-sféarúla a bhfuil dea-sreabhadh agus dlús dealraitheach ard acu.
03 Tionchar Comhdhéanamh Céime
Tá suas le 12 polymorphs ag Alúmana, lena n-áirítear cinn choitianta lena n-áirítear -Al2O3, -Al2O3, -Al2O3, agus θ-Al2O3. Ina measc seo, is é -Al2O3, a bhaineann leis an gcóras criostail triantánach, an struchtúr is cobhsaí i measc na polymorphs éagsúla. Is céimeanna trasdula d’alúmana iad na cinn eile, ar foirmeacha criostalach ar theocht íseal iad. Go ginearálta, léiríonn bratuithe atá comhdhéanta den chuid is mó den chéim -Al2O3 neart maith agus friotaíocht caitheamh.
II. Coating Design: Achieving a 1+1>2 Éifeacht Toughening
Is é brittleness dúchasach sciath alúmana aonair a laige intreach. Tríd an dara céim a thabhairt isteach sa mhaitrís alúmana, trí riandúile modhnaithe a chur leis, nó an struchtúr sciath a bharrfheabhsú, is féidir staid strus agus iompar briste an bhrataithe a athrú go suntasach, ag baint amach éifeacht níos déine nuair a "1+1> 2".
01 Dearadh Comhdhéanamh Cumhdaithe
Seachas an chéim -Al2O3 a thabhairt isteach, is féidir comhpháirteanna neamh-alúmana eile a chur leis bunaithe ar shainriachtanais feidhmchláir chun bratuithe ilchodacha a ullmhú. Mar shampla, i measc samplaí suntasacha le déanaí de bhratuithe ilchodacha alúmana tá córais Al2O3-TiO2 agus Al2O3-ZrO2.
Ina theannta sin, is minic gur féidir le breisiúcháin riandúile neamhchoitianta (cosúil le La2O3, CeO2) éifeachtaí suntasacha a bhaint amach le méideanna íosta. Oibríonn siad go príomha trí mhicreastruchtúr an bhrataithe a fheabhsú, rud a d'fhéadfadh dlús an bhrataithe a mhéadú agus an nascadh idir-éadan a fheabhsú. I ndeireadh na dála, eascraíonn feabhsuithe suntasacha ar airíonna meicniúla an bhrataithe amhail neart, cruas agus cruas, chomh maith lena fheidhmíocht phraiticiúil i dtéarmaí friotaíocht caitheamh, friotaíocht creimeadh, agus friotaíocht turraing teirmeach.
02 Dearadh Struchtúr Cumhdach
Is é an comhéifeacht leathnú teirmeach neamhréire idir ábhair ceirmeacha agus foshraitheanna miotail an phríomhchúis le scoilteadh sciath le linn seirbhíse. Má dhéantar bratuithe ilchodacha ilchisealacha a dhearadh comhdhéanta de roinnt sraitheanna a bhfuil airíonna éagsúla acu, nó bratuithe atá grádaithe go feidhmiúil ina n-athraíonn comhdhéanamh an ábhair, an struchtúr, an dlús agus an fheidhm go leanúnach ón tsubstráit go dtí an dromchla brataithe, is féidir an strus teirmeach de bharr difríochtaí airíonna teirmeachfhisiceacha idir ábhair a mhaolú, rud a laghdóidh an baol scoilte.
III. Optimization Próiseas Sprae: Tá Rialú Próisis Eochair
Téann an púdar faoi shraith athruithe fisiceacha casta sa scaird lasair, lena n-áirítear téamh, luasghéarú, leá, tionchar, leá, agus soladú. D'fhéadfadh éagsúlachtaí suntasacha i gcáilíocht an bhrataithe a bheith mar thoradh ar luaineachtaí beaga i bparaiméadar próisis.
01 Réamhchóireáil Foshraith
Sula ndéantar spraeáil, is féidir struchtúr rialta, glan agus an-ghreamaitheach micrea/nana-a chruthú ar dhromchla an tsubstráit. Trí garbh agus próifíl a rialú go beacht, agus a chinntiú go bhfuil dromchla an tsubstráit saor ó ola, ocsaídí agus neamhíonachtaí eile, feabhsaítear neart agus comhsheasmhacht nascáil, ag laghdú an baol scoilte.
02 Barrfheabhsú Paraiméadar Próisis
Cinneann paraiméadair phróiseas spraeála go díreach teocht agus treoluas na gcáithníní púdar sa scaird lasair, ag cur isteach ar mhoirfeolaíocht na gcáithníní leacaithe agus na lochtanna sciath ina dhiaidh sin. Léiríonn taighde go mbaintear amach na bratuithe is dlúithe nuair a leáítear púdair go hiomlán gan róthéamh; is gnách go méadaíonn stáit leathleáite nó róthéite an líon póiriúil agus lochtanna. Go háirithe, is féidir scoilteanna fadaimseartha a bheith mar thoradh ar róthéamh, príomhchúis le díghrádú feidhmíochta sciath. Dá bhrí sin, is gá coigeartú leanúnach turgnamhach a dhéanamh ar pharaiméadair phróisis cosúil le cumhacht spraeála, ráta sreafa gáis príomhúil, ráta beatha púdar, achar spraeála, agus luas spraeála chun an púdar spraeála a mheaitseáil agus an stát idéalach "leáite go hiomlán ach gan a bheith ró-théite" a bhaint amach. Ina theannta sin, is féidir monatóireacht ar líne a dhéanamh ar theocht agus ar threoluas na gcáithníní san eitilt chun próisis a rialú go beacht.
03 Teicnící Spraeála Úrscéalta a Chur i bhFeidhm
Seachas spraeáil plasma atmaisféarach traidisiúnta (APS), tairgeann teicneolaíochtaí spraeála atá ag teacht chun cinn níos mó roghanna chun bratuithe níos déine a ullmhú. Mar shampla, úsáideann spraeáil madhmtha fuinneamh pléascach na ngás indóite chun bratuithe an-dlúth a tháirgeadh le porosity íseal, greamaitheacht láidir tsubstráit, agus dromchlaí mín, atá oiriúnach chun cermets, ocsaídí, agus cóimhiotail mhiotail speisialta a spraeáil. I gcomparáid le APS traidisiúnta, is féidir le spraeáil plasma atmaisféarach supersonach (SAPS) nó spraeáil plasma brú íseal (LPPS) bratuithe níos dlúithe a thabhairt le neart naisc níos airde agus foirmiú scoilteanna laghdaithe.
04 Postáil-Teicnící Cóireála
Is modh éifeachtach é remelting léasair chun lochtanna brataithe a mhaolú. Trí leas a bhaint as léas léasair ardfhuinnimh chun an sciath spraeála a leá agus a athdhlúthú go tapa, is féidir an struchtúr brataithe a aonchineálú agus a dhlúsú, deireadh a chur leis an mhoirfeolaíocht cisealta, agus feabhas a chur ar neart bannaí agus friotaíocht crack. Mar sin féin, mar gheall ar dhifríochtaí in airíonna teirmeachfhisiceacha ábhair agus an grádán teochta mór sa linn leáite le linn leá léasair, tá sé ríthábhachtach paraiméadair cosúil le cumhacht léasair agus luas scanadh a bharrfheabhsú chun strusanna agus scoilteanna teirmeacha nua a sheachaint. Ina theannta sin, is féidir le cóireálacha séalaithe pores agus microcracks a líonadh laistigh den sciath, ag feabhsú a dhlús agus a neamh-thréscaoilteacht, agus ag laghdú an fhéidearthacht iomadú crack.