淺談化學(xué)材料的表面處理探討

孫徐圖

(武漢二中高三,湖北武漢 430000)

淺談化學(xué)材料的表面處理探討

孫徐圖

(武漢二中高三,湖北武漢 430000)

作為化學(xué)的分支學(xué)科,化學(xué)材料的表面處理一直以來(lái)都是相關(guān)科研人員所不斷的研究和探索的領(lǐng)域,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展以及化學(xué)學(xué)科日益進(jìn)步,關(guān)于化學(xué)材料表面處理的相關(guān)科研理論越來(lái)越豐富,關(guān)于如何更好的利用涂層、電解等方式將化學(xué)材料進(jìn)行表面處理也在不斷實(shí)踐當(dāng)中獲得了充足的發(fā)展前景。本文就化學(xué)材料表面處理中幾種主要技術(shù)進(jìn)行簡(jiǎn)要的比較,并根據(jù)其特點(diǎn)以及適用性進(jìn)行了解說(shuō),旨在為化學(xué)材料的表面處理工作貢獻(xiàn)出微薄的力量。

化學(xué)材料 表面處理 分支學(xué)科 發(fā)展 技術(shù)

1 化學(xué)材料的表面處理發(fā)展背景

化學(xué)材料的表面處理隸屬于化學(xué)的一個(gè)分支，在1960年之后得到不斷的發(fā)展，并且逐漸在化學(xué)學(xué)科中占據(jù)著越來(lái)越重要的位置。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展?；瘜W(xué)材料的表面處理如今已經(jīng)是跨學(xué)科、跨行業(yè)的綜合性技術(shù)，包含著包括等離子物理以及表面化學(xué)在內(nèi)的多種學(xué)科，是一門(mén)真正的實(shí)現(xiàn)了學(xué)科交融的學(xué)科，無(wú)論是理論性還是實(shí)用性都非常強(qiáng)。

化學(xué)材料的表面處理實(shí)質(zhì)上就是為了盡可能的提升化學(xué)材料的性能，比如說(shuō)耐高溫性，防腐蝕性以及導(dǎo)電、導(dǎo)磁性等性能，而進(jìn)行的對(duì)于化學(xué)材料表面的處理，通過(guò)這些處理將化學(xué)材料本身的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變和完善，使化學(xué)材料能夠在工作中更加持久穩(wěn)定的發(fā)揮著自己的效用，盡可能的保持自身的高性能，延長(zhǎng)自身的使用壽命，從而更好的在高溫等危險(xiǎn)環(huán)境之下進(jìn)行工作，為化學(xué)研究以及相關(guān)的工業(yè)制造釋放出最大的力量，提高工作效率，加快研究進(jìn)展。

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)如今，不僅人們的生活習(xí)慣發(fā)生了翻天覆地的改變，全世界的工業(yè)領(lǐng)域也在不斷的跟隨時(shí)代的變化，搭乘著時(shí)代為工業(yè)發(fā)展造的順風(fēng)船，進(jìn)行著愈演愈烈的技術(shù)革新。在這樣的大背景之下，各行各業(yè)對(duì)于化學(xué)材料的表面耐受性都有了更大的需要，現(xiàn)如今，化學(xué)材料的表面處理主要有以下幾種方式，分別是材料熱處理、激光涂層以及非金屬涂層。化學(xué)材料的表面處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善順應(yīng)了歷史趨勢(shì)，對(duì)于社會(huì)的良性發(fā)展有著極其深重的意義。

2 金剛石薄膜涂層技術(shù)

金剛石薄膜涂層技術(shù)作為化學(xué)材料表面處理中的核心技術(shù)之一，有著十分廣闊的應(yīng)用空間和作用，因?yàn)榻饎偸旧碛兄哂捕鹊奶刭|(zhì)，所以，在制作刀具等有著很高硬度要求的物品的時(shí)候，就可以利用金剛石薄膜的特質(zhì)進(jìn)行對(duì)于所制造物品的硬度的提高。經(jīng)過(guò)金剛石薄膜涂層技術(shù)處理過(guò)的物品自進(jìn)行高強(qiáng)度工作的時(shí)候可以很好的發(fā)揮出自身的硬度優(yōu)勢(shì)，極大的提高了工作效率。

但是，雖然金剛石薄膜涂層技術(shù)具有著十分廣闊的利用空間，以及充滿了無(wú)限可能性的發(fā)展前景，但是，我國(guó)卻并沒(méi)有像許多西方國(guó)家一樣，利用好金剛石薄膜涂層技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，不斷的開(kāi)展有關(guān)的科學(xué)調(diào)研，發(fā)表了大量的理論專(zhuān)著，并且不斷的在此基礎(chǔ)上進(jìn)行技術(shù)改革，完善金剛石薄膜涂層技術(shù)，用以更好的適應(yīng)不斷變化的市場(chǎng)需求，從而研發(fā)出大量先進(jìn)的工業(yè)設(shè)備。而是僅僅只是將對(duì)于金剛石薄膜涂層技術(shù)的研究停留在淺顯的表面上，簡(jiǎn)單的對(duì)這種技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，而很少進(jìn)行系統(tǒng)化、專(zhuān)業(yè)化的研究，使金剛石薄膜涂層技術(shù)并沒(méi)有形成應(yīng)有的產(chǎn)業(yè)化。

針對(duì)我國(guó)此技術(shù)目前存在的種種問(wèn)題，相關(guān)技術(shù)人員一定要意識(shí)到此技術(shù)的發(fā)展前景，不斷的深入研究金剛石薄膜圖層的技術(shù)以及發(fā)展趨勢(shì)，用實(shí)踐歸納理論，以理論支撐實(shí)踐，不斷的進(jìn)行研發(fā)工作，爭(zhēng)取早日趕超西方發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)水平。

3 化學(xué)鍍技術(shù)

化學(xué)鍍技術(shù)不需要通電，是將需要進(jìn)行處理的材料在化學(xué)液體內(nèi)進(jìn)行沉積，通過(guò)一系列的化學(xué)反應(yīng)，將鍍層鍍?cè)谖矬w表面，從而得到處理過(guò)的化學(xué)材料。這種處理方式由于不需要通電，所以在處理過(guò)程中可以通過(guò)相關(guān)的技術(shù)手段控制鍍層的薄厚，得到理想中的處理效果，十分簡(jiǎn)單方便，適用于許多化學(xué)材料的處理工作。

經(jīng)過(guò)化學(xué)鍍技術(shù)處理過(guò)的化學(xué)材料通常具有高耐磨性的特質(zhì)，這種材料運(yùn)用到實(shí)際生活中來(lái)，是很好的生活材料。

4 熱噴涂技術(shù)

熱噴涂技術(shù)歷史較長(zhǎng)，在一個(gè)世紀(jì)之前就已經(jīng)出現(xiàn)，并且發(fā)揮著自身獨(dú)特的功效。熱噴涂技術(shù)首先是將噴涂材料加熱軟化，再將這些處理過(guò)的噴涂材料噴在需要進(jìn)行表面處理的化學(xué)材料上，與材料本身進(jìn)行反應(yīng)，從而得到處理效果的一種技術(shù)。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展，熱噴涂技術(shù)在各方各面上都有著很大的提升，逐漸從以往的只是簡(jiǎn)單的提高物品的使用性，轉(zhuǎn)變?yōu)樾扪a(bǔ)老舊物件等多種用途。在熱噴涂技術(shù)中也有幾種主要的技術(shù)種類(lèi)，分別為火噴涂技術(shù)、電弧噴涂技術(shù)以及等離子噴涂技術(shù)。

4.1 火噴涂技術(shù)

火噴涂技術(shù)分為很多種，最為常見(jiàn)的是普通火噴涂方式，主要是以氧氣作為燃料，家熱噴涂材料，接著利用氣流將噴涂材料以噴的形式附著到物體表面，形成涂層。除此之外，火噴涂技術(shù)還有超音速火焰噴涂等噴涂方式，都在各自的使用領(lǐng)域發(fā)揮著自己獨(dú)特的作用。

4.2 電弧噴涂技術(shù)

電弧噴涂技術(shù)分為普通電弧噴涂技術(shù)、超音速電弧平噴涂技術(shù)以及等離子噴涂技術(shù)組成。普通電話噴涂以電弧為主要原材料進(jìn)行加熱，利用融化的金屬絲產(chǎn)生的高速氣流霧化，將噴涂原料噴到需要進(jìn)行處理的材料表面，是一種簡(jiǎn)單方便的電弧噴涂技術(shù)。超音速電弧噴涂主要是通過(guò)對(duì)電話噴涂的速度提高，進(jìn)行噴涂工作。這種噴涂方法是通過(guò)對(duì)電弧噴槍以及電源的改良為基礎(chǔ)進(jìn)行的，經(jīng)過(guò)這種方式處理過(guò)的化學(xué)材料表面的涂層厚度更加均勻，效果更加完美。而等離子噴涂則是通過(guò)改變熱源的方式，利用等離子加強(qiáng)最終的噴涂效果。

5 激光表面處理技術(shù)

雖然激光表面處理技術(shù)與熱噴涂技術(shù)相比，產(chǎn)生的時(shí)間相對(duì)較晚，發(fā)展的歷史相對(duì)短一些，但是，激光表面處理技術(shù)在近十余年的時(shí)間之內(nèi)，跟隨著不斷發(fā)展的經(jīng)濟(jì)態(tài)勢(shì)，在化學(xué)材料表面處理的市場(chǎng)上占有著越來(lái)越多的份額，是現(xiàn)如今最炙手可熱的一種表面處理方式。

激光表面處理技術(shù)是以大功率的激光束為主要手段，搭載材料表面進(jìn)行對(duì)材料的加熱工作，通過(guò)這種方式從各個(gè)方面將材料本身的各項(xiàng)性能提升上來(lái)，用以適應(yīng)更高強(qiáng)度的研究和工作，提高材料的使用性。

激光表面處理的方式有著絕對(duì)性的優(yōu)勢(shì)，首先就是可以更好的進(jìn)行能量的傳遞，傳遞過(guò)程不僅更加精準(zhǔn)，而且操作起來(lái)十分方便，

············并且可以選擇特定的某個(gè)部位進(jìn)行處理，避免了資源浪費(fèi)現(xiàn)象，也使得整個(gè)處理過(guò)程更加的精細(xì)準(zhǔn)確。其次，激光表面處理技術(shù)的處理時(shí)間相比于其他的處理方式更短，并且有著更好的效果，以及更低的成本，使用激光表面處理技術(shù)可以最大程度上在保持處理質(zhì)量的同時(shí)節(jié)約開(kāi)支，與此同時(shí)還可以最大限度的降低對(duì)于非加工區(qū)域的不良影響。最后，也正是由于激光表面處理技術(shù)的影響范圍小，能量相對(duì)集中，處理更加精準(zhǔn)，所以，激光表面處理技術(shù)在處理一些外形條件十分復(fù)雜的物件的時(shí)候能夠更加完美的發(fā)揮其本身的特質(zhì)，得到一個(gè)十分理性的處理效果。

6 結(jié)語(yǔ)

時(shí)代是不斷發(fā)展的，歷史是不斷變化的，隨著時(shí)間的推移以及社會(huì)科學(xué)技術(shù)的日益完善，在將來(lái)的日子里，化學(xué)材料的表面處理工作勢(shì)必會(huì)朝著更加專(zhuān)業(yè)，更加合理的方向邁進(jìn)，無(wú)論是技術(shù)方面，研究方面，理論方面還是設(shè)備創(chuàng)新方面，都能夠更好的奠定基礎(chǔ)，深入革新，不斷的根據(jù)實(shí)際工作情況進(jìn)行相應(yīng)的改革，利用最符合實(shí)際情況處理技術(shù)進(jìn)行最精準(zhǔn)的化學(xué)材料的表面處理。所以，相關(guān)的科研人員，應(yīng)當(dāng)徹底的了解好現(xiàn)如今化學(xué)材料的表面處理的研究現(xiàn)狀以及研究趨勢(shì)，并不斷的應(yīng)用到實(shí)際研究中去，為我國(guó)化學(xué)材料學(xué)科的相關(guān)發(fā)展不斷的作出努力。

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孫徐圖(1997—),漢族,武漢市人,武漢二中高三學(xué)生。