从电线的铝和铜到珠宝的金和银，银器和电子产品等，金属在我们的日常生活中被***使用。如今应用**广的金属之一是铁，或者更确切的说，是铁经过加工处理后所得的钢合金。钢铁已经成为**通用的产品之一，它被应用于家用电器，汽车仪表板，标志，建筑和桥梁。然而，钢铁和其他金属一样也容易受到腐蚀。[彩虹分割线]了解金属的腐蚀过程为了了解金属涂层是如何保护金属的，首先我们需要知道腐蚀是什么以及它是如何造成的。腐蚀是一种自然的电化学反应，这种反应将一种精炼的金属转换成更加稳定的化学状态。腐蚀的发生，必须有三个部件：◆1.正极（这种情况下，钢铁中的铁）◆2.负极（氧气）◆3.电解质溶液（比如空气中的水分）在腐蚀过程中，钢中的铁由于氧的存在而发生氧化反应，形成水合氧化铁（III），通常称为铁锈。和铝轻度腐蚀产生的致密防护膜不同，因为铁锈易碎，容易剥落，使得更多的金属暴露在大气中，导致进一步的腐蚀和降解。这种持续的腐蚀**终会导致材料厚度的损失，材料强度的降低，穿孔和使用寿命的缩短。两种常见的金属涂层类型金属涂层为钢材提供保护，这样就能够保证钢材在各种挑战性环境中的使用。
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包括结合强度、硬度、厚度、孔隙多少及大小、耐磨性、耐蚀性、耐热性或其它性能等；第二，运用所掌握的热喷涂技术基础知识（包括喷涂材料、喷涂工艺、涂层性能等），进行经济技术可行性分析，以满足性能要求为基础，考虑涂层经济性，进而选择恰当的喷涂材料、设备及工艺方法；第三，编制合理的涂层制备工艺规范；***，提出严格的涂层质量检测与控制标准、零件包装运输条件等。现在，更为严格的要求甚至包括对喷涂原材料生产厂商提出***质量管理要求。所有上述内容构成一个完整的热喷涂涂层设计的全过程。需要特别指出的是，热喷涂涂层的性能虽然主要取决于喷涂材料的性能，但还明显受到所选定的喷涂设备和喷涂工艺的影响。同一种喷涂材料，当采用不同的喷涂设备、不同的喷涂工艺参数进行喷涂时，所得涂层的性能会存在很大差别。此外，涉及制备涂层的其它各个环节都会决定**终的涂层性能，如表面预处理、冷却措施、涂层加工等，因此，只有对制备涂层的各个过程进行***的质量控制，才可能获得性能满足要求的、质量稳定的涂层。零件工艺分析零件工况分析是热喷涂涂层设计的基础，要获得经济、***、高质量的涂层，首先必须对零部件的性能要求及工况条件进行准确分析。
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因零件形状、大小、材质、使用环境及服役条件等存在千差万别，要获得比较好的涂层使用性能，必须将热喷涂技术所涉及到的各个环节综合在一起进行优化处理，特别是要注意将喷涂材料与各种热喷涂工艺的特点结合起来，内容涉及所选择的喷涂材料、涂层厚度、相应的喷涂设备和工艺参数等，涂层结构设计是否合理一般要通过生产检验或现场试验才能确定。在热喷涂应用技术中，所涉及的涂层结构大体可分为以下四种。1．单层结构单层结构涂层是指只需要在经过预处理的零件表面喷涂单一成分涂层，即可满足使用性能要求的涂层结构模式。在实际应用中所占比例较大，是**常用的热喷涂涂层结构之一，可为基体提供防腐、耐磨、抗高温氧化、导电、尺寸修复、延长使用寿命等功能。所有的热喷涂工艺，包括普通火焰喷涂、喷焊、电弧喷涂、HVOF、喷涂、等离子喷涂等均可获得具有特定性能的单层结构涂层。2．双层结构双层结构涂层是指采用两种喷涂材料在经过预处理的零件表面分两次喷涂形成的涂层结构，每层具有不同的功能，通常与基体相邻的涂层称为粘结底层，其主要作用是提高基体与涂层之间的结合强度；外层或表面层称为工作层或面层，其主要作用是满足零件所要求的性能。
冲刷腐蚀是由电化学腐蚀和机械冲刷过程所引起的材料加速破坏，由于腐蚀性物质存在时腐蚀和冲刷的联合作用所致。炼油厂、电厂、化工车间的一些阀、热交换器及各种旋转设备(叶轮、涡轮、泵等)极易发生冲蚀失效。图1为一个冲蚀失效的某核电站海水冷却泵叶轮(图中箭头所指为冲蚀较严重部位)，叶轮材料为0Cr18Ni9(304不锈钢)。图1.发生冲刷腐蚀失效的海水冷却泵叶轮用于抗冲蚀的材料应该同时具有优异的耐蚀性和耐磨性。早期的选材多集中于一些耐蚀性较优的材料，如不锈钢、铜合金等。但较高的成本和较低的抗冲刷性限制了这些材料作为抗冲蚀材料的应用。鉴于冲蚀多发生于零件的表面或局部部位，在低成本的材料表面喷涂不同类型的陶瓷或金属涂层是一种不错的选择。除了可利用这些高硬度的涂层提高其耐冲刷性外，涂层还具有易修复性。超音速火焰喷涂(HVOF)是20世纪80年代兴起的一种热喷涂技术，由于在喷涂时提高了熔滴射流速度并降低了颗粒的过热程度，所制备的涂层具有高硬度、孔隙率低、抗磨损性好等优点，多用来制备耐蚀、耐磨及耐蚀/耐磨合金涂层。HVOF制备的WC-Co-C涂层具有较高的抗冲刷性，但耐蚀性有待提高。
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该效应十分有利于变形粒子与基体表面形成微区冶金结合，从而提高粘结合底层与基体之间的结合强度。(2）具有抗氧化耐腐蚀能力。特别是作为陶瓷涂层的粘结底层，当在高温下工作时，环境中的氧气和腐蚀介质能够通过陶瓷涂层的孔隙侵入到粘结底层，这就要求粘结底层在高温下能形成致密的氧化物保护膜，以保护基体金属不被氧化和环境介质的腐蚀。(3）涂层表面具有合适的粗糙度，它不仅能为喷涂工作层提供良好的粗化表面，有利于提高工作层与粘结底层之间的结合强度，而且对工作层表面的粗糙度也有直接影响。(4）具有合适的热物理性能，特别是热膨胀系数、热导率等，比较好介于基体材料和工作层之间，以减小两者之间的热膨胀不匹配性，降低涂层内的热应力和体积应力，有利于提高涂层的使用寿命。鉴于粘结底层的重要性，在进行涂层设计时，应综合考虑基材热物理特性和具体工况条件谨慎选择。2.粘结底层材料选择方法在进行涂层设计时，针对粘结底层的选择，主要考虑以下两方面因素的影响。(1）粘结底层与基体材料的相容性。当基材为普通碳钢、合金钢、不锈钢、镍铬合金、铝、镁、钛、铌等材料时，可选用具有“自粘结”效应的喷涂粉末作为粘结底层材料，涂层十分致密，孔隙率低。
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涂层的老化速度比干燥的环境要快，由于金属涂层的分子链经历光降解，因此产生许多亲水基团。大多数金属涂层老化试验显示，水溶解经常在光降解后发生。光降解和水降解过程相互促进，不是分离的。三、金属涂层检测失效原因-涂层发泡、起鼓问题涂层起泡、起鼓是金属涂层检测失效原因最常见的病害现象之一，它是由于涂层附着力检测指标没有达到要求，从而导致涂层表面升起圆鼓形状的突起。金属涂层起泡通常是由于涂层防腐能力不足的**直观的外在表征，这是由于不论是漆膜吸水膨胀、析氢、电渗透、相分离、渗透压，还是由于腐蚀因子因水、氧和离子渗透到金属母材与涂层界面处产生电解液，都会导致腐蚀钢铁形成的腐蚀产物（Ｆｅ：Ｏ，、Ｆｅ，０４等）产生体积膨胀，从而使涂层内部产生内应力，而当这些内应力超过涂层与金属母材的附着力时，涂层就会产生起泡现象，而这会使涂层脱离母材金属表面，从而丧失其对金属母材的防腐蚀保护作用。起泡的涂层随后破裂、脱落，进而形成腐蚀坑，从而使金属基材缺乏涂层的有效保护，以致金属直接暴露于大气环境下，进而导致金属的锈蚀。金属涂层的附着力检测指标，通常来自氢键的次价力和分子力，均可达到４０ＭＰａ以上。
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