新型功能涂层制备技术

(中国科学院金属研究所)

一、成果内容简介：
　　冷气动力喷涂技术（CGDS简称：冷喷涂）是近年来发展起来的一门新兴的表面工程新技术。是苏联于80年代发明的，到90年代初形成实用的专利技术，金属研究所与俄罗斯理论与应用力学研究所自2000年开始合作，共同开展利用冷喷涂技术制备新型涂层的研究，并引进了冷气动力喷涂设备。已成功地在PTC、玻璃、铝材和钢材表面喷涂了Zn、Cu、Ni、Al、Ag、Ti、Ti-Ni以及其合金涂层。国内尚未见这方面的公开报道。用冷喷涂法制备PTC陶瓷Al电极已申请发明专利。正在开展Cu,Ag,Ti,Ti-Ni等功能涂层的研究，希望有合作伙伴共同开发研究。
　　目前利用冷喷涂技术已申请国家发明专利三项，发表文章五篇。水平处于国内领先。

二、主要技术指标：
　　采用冷气动力喷涂方法制备的Al电极与PTC瓷片表面能形成良好的欧姆接触，涂层均匀与基体结合良好。制备的Al电极的电阻值接近In-Ga电极。冷喷涂法制备的Al电极中氧含量极低。有利于形成欧姆接触。

三、应用范围：
　　冷喷涂技术为制备高性能无氧化涂层、纳米结构涂层以及金属材料表面纳米化等提供一种重要的工艺方法。其特点：喷涂温度低，对材料的组织结构影响小，对基体的热影响小，可以制备有机涂层，而制备的金属涂层基本无氧化；喷涂效率高，喷涂粉末可以回收，材料利用率高；制备的涂层致密、孔隙率低；可以制备高热传导率、高导电率的涂层（如Cu、Al等）；可以在金属、陶瓷或玻璃等基体表面上形成涂层；涂层层间应力低，主要是压应力，因此可以制备厚涂层；可以实现用异种材料制备复合涂层或合金涂层。用这种不同与热喷涂的独特的喷涂方法制备各类涂层，各发达国家都在努力进行研究，已经取得了很大的进展。美国多家公司除用冷喷涂技术制备耐磨、耐腐蚀性等涂层外，还计划用冷喷涂技术生产汽车和飞机用的新型韧性涂层，在梯度涂层中连接异种金属，制造小型涂层复合件以及进行低温涂覆等。

四、市场前景及经济效益预测：
　　目前，在我国冷气动力喷涂技术的研究还处于实验室阶段，世界发达国家如俄罗斯、美国及欧共体已经将该项技术应用于工业。因此，开发该项技术具有极其重要的意义。综上所述冷喷涂技术对于扩展热喷涂领域具有极其重要的意义，为表面工程技术的应用开辟了新的途径。它不仅在涂层的制备技术和金属材料表面纳米化等方面具有重要价值，而且在更多的制备复杂结构材料的复合技术方面也会发挥巨大的作用。

五、合作方式
　　多种方式。

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