Bktp-omsk.ru

Делаем сами
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Металлическое покрытие керамики

способ металлизации керамики

Изобретение относится к области производства различных полупроводниковых элементов и предназначено для получения керамики с металлизированной поверхностью. На поверхность керамики методом вакуумного напыления наносят буферный слой металлического покрытия с низкой температурой плавления, а затем наносят основной внешний слой металлического покрытия с более высокой температурой плавления, чем у буферного слоя. Двухслойное металлическое покрытие размещают в вакуумной камере и подвергают фотонному отжигу, в результате которого металлическое покрытие нагревают до температуры плавления основного внешнего слоя. Металлизированную керамику охлаждают в газовой среде без доступа кислорода. В качестве охлаждающей газовой среды используется аргон, имеющий комнатную температуру. Толщина буферного слоя металлического покрытия составляет преимущественно 0,1-0,2 мкм, а суммарная толщина буферного и основного слоя металлического покрытия не превышает 0,1 толщины керамической основы. Технический результат изобретения — исключение деформаций, обусловленных различием температурных расширений металла и керамики, и повышение качества конечного продукта. 2 з.п. ф-лы.

Формула изобретения

1. Способ металлизации керамики путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность с последующим фотонным его отжигом и охлаждением, отличающийся тем, что металлизацию керамики осуществляют в два этапа: вначале на покрываемую поверхность керамики наносят буферный слой металлического покрытия с низкой температурой плавления, а затем наносят основной внешний слой металлического покрытия с более высокой температурой плавления, чем у буферного, после чего двухслойное металлическое покрытие подвергают фотонному отжигу и нагревают до температуры плавления основного внешнего слоя, а затем полученную таким образом металлизированную керамику охлаждают в газовой среде без доступа кислорода.

2. Способ металлизации керамики по п.1, отличающийся тем, что толщина буферного слоя металлического покрытия составляет преимущественно 0,1-0,2 мкм, а суммарная толщина буферного и основного слоев металлического покрытия не превышает 0,1 толщины керамической основы.

3. Способ металлизации керамики по п.1, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей газовой среды используется аргон, имеющий комнатную температуру.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства различных полупроводниковых элементов и предназначено для получения керамики с металлизированной поверхностью.

Известны различные способы металлизации керамики путем нанесения на ее поверхность металлического покрытия, например меди, основанные на том, что на предварительно оксидированную поверхность керамики в виде пластины наносят металлизационную пасту, затем прикладывают к поверхности элемента медные пластины и размещают в литьевой форме вертикально, затем осуществляют двухрежимный нагрев в водородной или вакуумной печи до величины, превышающей температуру плавления меди, и после плавления меди и отекания ее с поверхности керамического элемента осуществляют выдержку при заданных температурных режимах с последующим его охлаждением до заданного уровня (а.с. СССР №564293, М. кл. С 04 В 41/88, 1971 г.; Патент США №4631099, кл. В 32 В 31/24, опубл.1986 г.; Патент РФ №2010784, М. кл. С 04 В 41/88,1994 г.).

К недостаткам известных способов можно отнести то, что при малейшем нарушении режима нагрева происходит разрушение эвтектического адгезионного слоя, находящегося между керамикой и медью, а при нарушении режима охлаждения в медном покрытии образуются усадочные раковины, увеличивающие тепловое сопротивление медно-керамического элемента.

Известен также способ нанесения металлического покрытия на керамический элемент путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность, с последующей термообработкой покрытия в восстановительной атмосфере при температуре взаимодействия металла покрытия с компонентами материала изделия повышения прочности сцепления слоя металла с керамической поверхностью (а.с. СССР №346293, М. кл. С 04 В 41/38; С 23 B 5/64,1972 г.).

Однако известный способ имеет один существенный недостаток, который заключается в том, что он может быть использован только при производстве декоративной керамики и не может быть применен в производстве полупроводниковых элементов, поскольку объемный прогрев керамики в печи, с последующим охлаждением, приводит к образованию остаточных напряжений, снижающих прочность керамической основы, а также к потере диэлектрических его свойств.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ нанесения металлического покрытия на керамический элемент путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность при заданных режимах, с последующим фотонным отжигом данного покрытия с использованием источников когерентного излучения — лазеров (Верещагин Э.Д., Крысов Г.А., Цехмейстер Е.А., Сергеичев А.С. Импульсное вжигание металлических пленок в кремний // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, выпуск 10 (358), 1983, с.57-59, прототип).

Наряду с преимуществами способ имеет один серьезный недостаток, который заключается в том, что коэффициенты температурных расширений металлов почти на порядок выше температурного коэффициента расширения керамики, что приводит к деформации керамического изделия при его охлаждении, а следовательно, к снижению его качества. Причем данный недостаток невозможно исключить путем изменения режимов термообработки или охлаждения.

Техническим результатом от использования заявленного способа является повышение качества получаемой металлизированной керамики путем снижения деформаций, обусловленных различием температурных расширений металла и керамики.

Технический результат достигается тем, что в известном способе металлизации керамики путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность с последующим фотонным его отжигом и охлаждением, металлизацию керамики осуществляют в два этапа: вначале на покрываемую поверхность керамики наносят буферный слой металлического покрытия с низкой температурой плавления, а затем наносят основной внешний слой металлического покрытия с более высокой температурой плавления, чем у буферного, после чего двухслойное металлическое покрытие подвергают фотонному отжигу и нагревают до температуры плавления основного внешнего слоя, а затем полученную таким образом металлизированную керамику охлаждают в газовой среде без доступа кислорода.

Технический результат достигается также и тем, что толщина буферного слоя металлического покрытия составляет преимущественно 0,1-0,2 мкм, а суммарная толщина буферного и основного слоя металлического покрытия не превышает 0,1 толщины керамической основы.

Технический результат достигается еще и тем, что в качестве охлаждающей газовой среды используется аргон, имеющий комнатную температуру.

Предлагаемое техническое решение существенно снижает деформацию керамики, обусловленную различием температурных коэффициентов расширения металла и керамики, и повышает тем самым качество готового изделия. Это обеспечивается тем, что в процессе охлаждения металлизированной керамики вначале твердеет внешний основной слой металлического покрытия, в то время как буферный слой еще находится в расплавленном жидком состоянии. При этом внешний основной слой по мере охлаждения как бы скользит по буферному еще жидкому слою и не деформирует керамическую основу. И это происходит до тех пор, пока буферный слой будет находиться в расплавленном состоянии. Однако с момента затвердевания этого слоя деформация металлизированной керамики будет иметь место, но оно будет незначительным. Остаточные деформации, обусловленные охлаждением металлизированной керамики от температуры затвердевания буферного слоя и ниже, нейтрализуются правильным подбором толщины металлического покрытия, которое не должно превышать 0,1 толщины керамической основы. В этих условиях усилие сопротивления керамики существенно превышает стягивающее усилие охлаждаемого слоя металла на ее поверхности, и значимой деформации не наблюдается, поскольку слой металла просто механически растягивается по всей поверхности силами сопротивления керамики. При этом усадочных раковин в металлическом покрытии, а также разрушений эвтектического адгезионного слоя, расположенного между металлом и керамикой, не наблюдается.

Ограничения толщины буферного слоя пределами 0,1-0,2 мкм, и суммарной толщины слоя металлического покрытия пределом, не превышающим 0,1 толщины керамической основы, исключают деформации, обусловленные различием температурных расширений металла и керамики. В результате качество конечного продукта резко возрастает.

Данные пределы ограничений найдены опытным путем на примере хрома, имеющего достаточно высокую температуру плавления (1440°С) и алюминия, имеющего температуру плавления 660°С. Хром использовался в качестве основного внешнего слоя, а алюминий — в качестве буферного слоя.

Пример выполнения способа.

Металлическое покрытие на керамический элемент наносят следующим образом.

На кремниевый элемент в форме пластинки, диаметром 60 мм и толщиной 200 мкм методом вакуумного напыления наносят металлическое покрытие. Процесс осуществляется в два этапа. В начале формируют буферный слой толщиной 0,2 мкм из металла с низкой температурой плавления, а затем формируют основной внешний слой толщиной 20 мкм из металла с более высокой температурой плавления. При формировании буферного и внешнего основного слоя использовали соответственно алюминий с температурой плавления 660°С, и хром с температурой плавления 1440°С.

Вакуумное напыление металлов на поверхность керамики осуществляют на установке УВН-2М-2 при давлении 8-10 -4 Па. Толщина слоя металла на поверхности керамического элемента при этом контролируется по сопротивлению спутника либо другим методом. Полученный таким образом образец размещают внутри вакуумной камеры. Затем осуществляют фотонный отжиг слоя металла на поверхности керамики сфокусированным некогерентным излучением от ксеноновой лампы при удельной энергии облучения 4 Дж/ (см 2 ·с) (могут быть использованы и другие источники излучения). При фотонном отжиге источник излучения устанавливают вне вакуумной камеры, а воздействие тепловым потоком на металлизированную керамику осуществляют через иллюминатор вакуумной камеры в течение времени, обеспечивающем плавление внешнего основного слоя металла (контролируется приборными методами). По достижении плавления верхнего основного слоя покрытия керамический элемент охлаждают в газовой среде без доступа кислорода до температуры порядка 25-30°С. Для этого используется аргон комнатной температуры, который напускается в вакуумную камеру при режимах, обеспечивающих изменение давления в ней до атмосферного в течение 15 минут. Данного промежутка времени оказывается достаточным для охлаждения металлизированной керамики до уровня температуры порядка 25-30°С.

Таким образом, предлагаемый способ практически исключает деформации изделия, обусловленные различием температурных расширений металла и керамики и тем самым повышает качество готового продукта.

Предлагаемый способ металлизации керамики может успешно использоватся в лабораторной практике при проведении различных исследований, а также в сфере промышленного производства различных полупроводниковых элементов.

Услуги

Ремонт, защита и восстановление поверхностей из металла, резины, керамики.

  • Производители
  • Автотехцентрам
  • Покрытия труб
  • Водное хозяйство
  • Гидроизоляция
  • Антикоррозийное покрытие
  • Химзащита
  • Инженерный ремонт
  • Покрытие стен
  • Вода
  • Нефть и газ
  • Энергетика, инж.сети
  • Промышленность
  • Строительство
  • Главная

Ремонт металлов

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для восстановления и защиты металлических конструкций. Восстановление профиля металлических деталей, придание механической прочности, быстрый ремонт.

Эластомеры

Примеры применения ремонтных и защитных материалов эластомеров для ремонт резиновых и обрезиненных изделий, конвейерных лент, уплотнений, рукавов, автомобильных шин, защита от истирания, экстренный ремонт.

Антикоррозия

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для защиты металлов от коррозии.

Защита бетона

Примеры применения ремонтных и защитных материалов на бетонных и железобетонных конструкциях. Устранение дефектов и трещин в бетоне, ремонт железобетона, восстановление бетонных поверхностей, их защита от истирания и ударов, воздействия воды и едких химических реагентов.

Керамо-покрытия

Примеры применения ремонтных и защитных материалов с керамическими заполнителями. Износостойкие покрытия, защита от ударов, абразии, эрозии, кавитации. Покрытия для работы в средах с жидкими потоками, защита насосов и трубопроводов.

Химзащита

Примеры применения восстановительных ремонтных и защитных материалов для защиты от химических воздействий. Защита поверхностей материалов, работающих в агрессивных средах, резервуаров, трубопроводов и очистных сооружений.

Защита кровли

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для защиты кровли. Защита асфальтных, битумных, асбестовых, бетонных и металлических крыш. Гидроизоляция, защита от солнца. Облицовочные покрытия.

Стены наружные

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для восстановления и защиты наружных стен и фасадов зданий. Водооталкивающие, упрочняющие, декоративные облицовочные покрытия. Восстановление каменной и кирпичной кладки, оштукатуренных стен. Защита от атмосферных, абразивных и химических воздействий, растрескивания и граффити.

Интерьер зданий

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для восстановления и защиты интерьеров помещений. Ремонт стен, потолков и дверей. Гигиеничные и легко очищаемые настенные покрытия. Асептические, антибактериальные и стойкие к плесени материалы. Защита от ударов, химических воздействий и граффити.

Защита пола

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для восстановления и защиты напольных покрытий. Защита полов от истирания, ударов, химических воздействий. Противоскользящие, гигиенические и легко очищаемые покрытия.

Защита от пожара

Примеры применения ремонтных и защитных материалов для защиты от пожара. Огнезащитные теплоизоляционные и вспучивающиеся покрытия.

Керамическое покрытие. Свойства, преимущества и возможные альтернативы

Смотрите также

Керамическое покрытие наносится на металлические поверхности в целях их защиты от термических и механических повреждений, коррозии, преждевременного износа. Такие покрытия широко применяются в автомобилестроении, аэрокосмической промышленности, атомной энергетике, медицине.

Обработка керамическим покрытием – одна из распространенных операций при тюнинге мотоциклов и автомобилей.

Разновидности керамических покрытий

В зависимости от предназначения и сферы применения выделяют износостойкие, жаропрочные, антикоррозионные, оптические, уплотнительные, декоративные, электропроводящие и электроизоляционные керамические покрытия.

Износостойкими и жаропрочными являются, по сути, все перечисленные виды. Используются они, в том числе, и для антикоррозионной обработки поверхностей.

Эти материалы обладают низкой теплопроводностью и высокой температурой плавления, выдерживают очень большие нагрузки и не разрушаются под действием химически агрессивных сред (топлива, масел, смазок и др.).

По степени износостойкости с керамическими составами способны конкурировать только антифрикционные твердосмазочные покрытия.

На поверхностях они формируют тонкий (до 20 мкм), но прочный композиционный слой, состоящий из мелкодисперсных частиц твердого смазочного материала. В результате заполнения микронеровностей увеличивается опорная площадь сопряженных поверхностей, максимально снижается коэффициент их трения и износа.

Более 16 видов покрытий выпускает российская компания «Моденжи». Материалы MODENGY на основе дисульфида молибдена, поляризованного графита, политетрафторэтилена (ПТФЭ), дисульфида вольфрама, нитрида бора, фторидов кальция и бария используются в самых различных отраслях промышленности, применяются при обслуживании автомобилей и техники наряду с другими материалами.

Благодаря высокому сопротивлению сжатию и малому сопротивлению сдвигу покрытия MODENGY имеют очень низкий коэффициент сухого трения – всего несколько сотых при контактных давлениях, равных пределу текучести материала основы.

Эти материалы обладают высокими противозадирными свойствами, несущей способностью до 2500 МПа. Они устойчивы к химически агрессивным средам, экстремально низким и высоким температурам (-200… +560 °C), условиям радиации и вакуума.

После полимеризации антифрикционные покрытия образуют на обработанных поверхностях сухую нелипкую пленку, что особенно важно для деталей, работающих в запыленных средах.

Области применения керамических покрытий

Впервые керамические покрытия начали использовать в аэрокосмической отрасли – для лопаток газотурбинных двигателей, подверженных усиленному коррозионному и эрозионному износу из-за постоянных перепадов температур.

Чтобы повысить КПД и мощность газотурбинных двигателей, температуру газа в камере сгорания специально повышали, а некоторые элементы (в том числе лопатки), изготовленные из высокопрочных легированных сплавов, дополнительно покрывали защитными материалами.

Температура газа перед турбиной двигателей некоторых самолетов достигает +2000 °C и выше – в таких условиях повысить прочность деталей и защитить их от разрушения может только керамическое покрытие. В зависимости от состава, толщины слоя и метода нанесения оно позволяет снизить температуру на поверхностях до 35 %.

Сегодня керамические покрытия широко используются не только в аэрокосмической отрасли, но и в других сферах.

В атомной энергетике их применяют для обработки элементов реакторов, систем охлаждения, хранилищ отработанного ядерного топлива.

В оборонно-промышленном комплексе керамическими составами покрывают корпусы аппаратуры, элементы оружия, специальные изделия.

Читать еще:  Скрываем столбчатый и свайный фундамент частного дома снаружи красиво? Интересные решения для каркасного, деревянного и дома из бруса Видео

Покрытия, используемые в металлообработке, увеличивают прочность и срок службы деталей.

В автомобилестроении керамическими материалами обрабатывают компоненты двигателей, АБС, колесных дисков, ходовой части, в медицине – приборы и части протезов.

В бытовой сфере с помощью керамических покрытий создают износостойкий слой нужного цвета на посуде, элементах декора и других предметах.

В процессе тюнинга авто- и мототехники ими обрабатывают кузовы, днища поршней двигателя, выпускные коллекторы, корпусы турбокомпрессоров и другие детали.

Способы нанесения покрытия

Керамические покрытия наносятся на металл четырьмя основными способами:

  • Эмалированием
  • Газопламенным напылением
  • Парафазным методом
  • Плазменным методом

Эмалирование – наиболее старый способ нанесения покрытия. Керамическое сырье подбирается к металлу в соответствие с его составом. Для получения готовой массы (шликера) сырье измельчают, расплавляют и обогащают добавками. Шликер накладывают на подготовленные поверхности, после чего обжигают в печи. Готовые эмалированные изделия обладают отличной устойчивостью к коррозии и окислению.

При газопламенном методе нанесения покрытия керамический порошок или стержень накладывают на металлическую основу (окись алюминия, окись циркония и другие тугоплавкие окислы) и подвергают воздействию пламени кислородно-ацениленовой горелки. В результате керамическая масса расплавляется, охватывает поверхности и образует на них защитное покрытие.

Порошок может подаваться также с помощью сжатого воздухом из наклонно расположенного питателя. При этом происходит механическое сцепление керамической массы с металлом, покрытие имеет микропористую и слоистую структуру, прочность слоя на растяжение составляет 25-70 кг/см2 при толщине 0,3 мм.

Парафазное нанесение керамики – весьма продолжительная операция. На получение слоя толщиной всего 0,0002-0,001 мм уходит около часа. Покрытие, полученное таким способом, обычно имеет пористую структуру.

Плазменный метод используется для обработки термостойких металлов, так как процесс получения плазмы огня происходит при температуре 15000 °С (в момент возникновения вольтовой дуги).

Выбор той или иной технологии нанесения керамического покрытия зависит, в основном, от обрабатываемого материала.

Сегодня чаще всего используются плазменное или газопламенное напыление, при которых расплавленный керамический порошок практически «спаивается» поверхностью металла.

После удаления такого покрытия остаются микрократеры, заметные невооруженным глазом.

Перед нанесением керамического покрытия поверхность обязательно очищается (например, пескоструйным методом) и обезжиривается. Удаление загрязнений и дефектов позволяет максимально повысить адгезию будущего покрытия.

После очищения и обезжиривания поверхность грунтуется специальными праймерами, препятствующими появлению окислению покрытия, а также появлению на нем трещин из-за высоких температур и нагрузок.

Присоединяйтесь

  • О компании
  • Пресс-центр
  • Дилерская сеть
  • Мы и общество
  • Наши услуги
  • Отраслевые решения
  • Статьи
  • Molykote
  • MODENGY
  • DOWSIL
  • EFELE
  • PermabondMerbenit

© 2004 – 2021 ООО «АТФ». Все авторские права защищены. ООО «АТФ» является зарегистрированной торговой маркой.

Керамика на авто: что это?

  • Главная
  • Блог
  • Керамика на авто: что это?

  1. Из чего состоит керамическое покрытие
  2. Этапы нанесения керамики на кузов
  3. Плюсы покрытия автомобиля керамикой
  4. Минусы покрытия автомобиля керамикой
  5. Что сможет выдержать керамическое покрытие?
  6. С чем керамика не справится?
  7. Выбираем раствор
  8. 9H – что это такое?
  9. Какие вопросы задать мастеру?
  10. Коротко о главном

Керамика на авто: что это?

Керамическое покрытие на авто – это соединение, способное защитить кузов машины от воздействия окружающей среды. Оно становится единым целым с лаковым покрытием авто по причине механического взаимопроникновения частиц керамики во все неровности и поры. Этот процесс можно ускорить с помощью инфракрасных ламп.

Также керамикой покрывают колесные диски, приборную панель, суппорта, обшивку салона, сидения.

Керамику иногда называют “жидким стеклом”. Однако между ними имеются различия.

Из чего состоит керамическое покрытие

Керамика – это сочетание песка кварца, полимеров и природных минералов. Для эффекта антистатики и равномерного нанесения, в раствор также подмешивают органический растворитель кремния. Другие ингредиенты смеси – поверхностно-активные вещества и оксида алюминия усиливают водоотталкивающие и термостойкие свойства деталей машины, а диоксид титана обеспечивает ослепительное сияние.

Защитные свойства керамики возникают из-за пассивности основного материала, он не реагирует с химическими соединениями, которые попадают на автомобиль.

Этапы нанесения керамики на кузов

  1. Тщательная мойка кузова. Для этого используются растворы глубокой очистки, позволяющие добиться полного отсутствия каких-либо веществ на поверхности;
  2. Нанесение керамики на авто. Полимерная жидкость, в состав которой входят наночастицы преобразованного кремния, распределяется по поверхности кузова за счет предназначенной для этого губки;
  3. Затем происходит затвердевание. Материал застывает в течение 40 минут — 1 часа (все зависит от используемого раствора). Во время высыхания влага из состава полимеров испаряется, формируется кристаллическая решетка;
  4. Как только материал застыл, кузов покрывают следующим слоем.

Плюсы покрытия автомобиля керамикой

Керамика обладает следующими преимуществами:

  • В ясную и солнечную погоду защищает лаковое покрытие от воздействия ультрафиолета, предотвращает его выцветание. В холода препятствует образованию льда;
  • Придает поверхности сильный влаго и грязеотталкивающий эффект. Таким образом, загрязнения не прилипнут к машине;
  • Улучшает антикоррозийные свойства;
  • Обладает “антиграффити” защитой, благодаря которой нанесенную краску можно легко и быстро смыть средствами. Краску, содержащую масло, необходимо смывать с помощью растворителя;
  • Защищает поверхность от дорожных химических реактивов, соли, бензина, кислотных осадков, воздействий флоры и фауны (испражнений птиц, следов насекомых, липовых почек и цветений деревьев), разрушающих лаковое покрытие;
  • Формирует пленку высокой твердости, предохраняющую лаковое покрытие от сколов и царапин, песка, гравия, веток и каблуков;
  • Очищает машину от любых загрязнений, въевшихся пятен, налета и смолоподобных продуктов. Формирует глянцевый эффект, делает цвет более насыщенным и глубоким. Поверхность кузова становится безумно гладкой, зеркальной и светоотражающей;
  • Предотвращает появление “паутинки” после мойки и очистки струей песка;
  • Не подразумевает снятия с места установки внешних элементов транспортного средства;
  • Экономия на полировке и чистке. Эти процедуры можно будет проводить намного реже;
  • Сохранение цены при продаже транспортного средства;
  • Простой уход, для которого потребуется вода, иногда моющий шампунь;
  • Керамика не может быть смыта или удалена с помощью химикатов. Единственный метод избавиться от нее – истиранием или шлифованием;
  • Длительный срок службы от 1 года до 3-х лет.

Минусы покрытия автомобиля керамикой

  • Сложный и длительный этап подготовки, подразумевающий под собой тщательное очищение, обезжиривание и полировку кузова. Также в месте, где будет происходить нанесение покрытия, должна держаться неизменной температура (не ниже 22 градусов) и влажность;
  • Окончательно состав затвердевает только спустя 12 часов.
  • Удалить керамику в отдельных местах невозможно. Полировать заново придется все транспортное средство;
  • Образование следов от высохшей влаги. Происходит подобное по причине того, что на поверхность машины попадает уже грязная жидкость, содержащая разного рода примеси и соли. После испарения на покрытии могут остаться едва заметные следы;
  • Для более продолжительного срока службы необходимо прибегнуть к применению особых моющих средств, а в детейлинг центрах заказывать процедуру трехфазной чистки. Однако не каждая мойка подойдет для авто, на поверхность которых нанесена керамика;
  • Достаточно трудно найти защитное покрытие самостоятельно. Многие производители продают его только профессиональным центрам и большим объемом;
  • Чтобы избежать нежелательных последствий, лучше обращаться к профессионалам. Самому провести такую процедуру будет гораздо сложнее;
  • Недешевое удовольствие: цена самого покрытия и услуг детейлинг центров варьируется от 20 000 до 50 000 р.

Что сможет выдержать керамическое покрытие?

Керамика справится с:

  • Наждачной бумагой (ситуация потертостей, возникшая в результате небольшого ДТП). Керамическое покрытие защитит поверхность от царапин, но мелкая матовость все же может присутствовать. Таким образом, стирается слой керамики, а ситуация исправляется полировкой кузова;
  • Некачественной мойкой, в процессе которой кузов могут повредить мелкие камни, песок;

С чем керамика не справится?

  • Крупный шип, большой и тяжелый камень. Необходима будет перекраска;
  • Также могут образоваться сколы при попадании твердых предметов на скорости от 100 км/ч.

Выбираем раствор

  • Ceramic Pro 9H – раствор, произведенный в Японии. Защищает от влияния химикатов и ультрафиолета. Отличается антикоррозийными свойствами, свойствами «антиграффити», антиобледенения и антидождя. Возвращает былое сияние лаковому покрытию машины. Переносит до 200 моек. Продолжительность службы – 3 года;
  • Ceramic Pro Light – атмосферостойкое, влагоотталкивающее соединение, обновляющее цвет лакового покрытия автомобиля. Разрабатывается в Японии. Наносится не только на кузов, но и на фары, детали из пластика и хрома. Переносит до 50 моек. Продолжительность службы – от 9 месяцев до года;
  • Modesta – неорганическая субстанция, созданная в Японии. Наносится для сохранности кузова и дисков. Компания производит серию средств, отличающихся друг от друга степенью защищенности. Продается для автосалонов, сервисов, детейлинг центров;
  • Gyeon Q2 Prime – средство из кварца, созданное в Корее. Покрытие с таким раствором способно очищаться самостоятельно, поэтому грязь и влага не скапливаются на поверхности транспортного средства. Они стекают, не оставляя раздражающих разводов и пятен. Раствор обеспечивает авто глянцевый, металлический блеск. Стойко переносит разрушительные действия химикатов;
  • EverGlass – разрабатывается в России. После его нанесения формируется еле заметная затвердевшая пленка, защищающая транспортное средство от небольших повреждений. Поверхность, содержащая такой раствор, способна очищаться от дождя и снега самостоятельно. Раствор возвращает лаковому покрытию прежний цвет и сияние. Также повышает стойкость поверхности к вмешательству химикатов. Продолжительность службы – до 2-х лет;
  • Williams F1 Ceramic Coat – разрабатывается в Великобритании. После нанесения формируется защита, способная сопротивляться различным жидкостям, химическим соединениям, испражнениям птиц и ультрафиолетовым лучам. Подойдет для сохранности кузова, фар, салона, панели транспортного средства. Не наносит вред здоровью, не причиняет вреда природе. При частом использовании автомобиля покрытие нужно реанимировать хотя бы раз в полгода.

9H – что это такое?

Часто производители приписывают к выпускаемому раствору защиты значение 9H, как самый высокий показатель, если обращаться к шкале твердости. Уточняется, что показатель прочности материала определяют с помощью теста Мооса, в котором представлены минералы различной твердости.

Однако данный тест содержит всего 10 минералов, среди которых самый хрупкий – тальк, а самый твердый – алмаз. Взяв за основу этот тест, можно решить, что прочность керамики близка к алмазу. Однако это не так.

На самом деле прочность соединения определяется по шкале Вольфа Вильборна, по которой лаковое покрытие машины обладает показателем твердости 3Н-4Н. Эту шкалу также применяют для определения твердости простых и цветных карандашей.

Какие вопросы задать мастеру?

Чтобы не столкнуться с неприятными ситуациями и получить стопроцентно качественный результат, задайте следующие вопросы:

  1. Как будет проходить подготовка автомобиля к процедуре? Произведут ли с ним только мойку или мойку с полировкой?
  2. Какую керамику будет использовать специалист?
  3. Будут ли устраняться при подготовке кузова царапины и сколы?
  4. Сколько слоев керамики будет нанесено?
  5. Будет ли нагреваться покрытие для более прочного сцепления? Если да, то с помощью чего: феном или инфракрасной лампой?

Коротко о главном

Прежде чем давать согласие на подобную процедуру, проанализируйте все “за” и “против”. У керамики довольного много преимуществ, однако, не ждите от нее чего-то невообразимого. За машиной также придется внимательно ухаживать.

Покрытие плоек и пластин утюжков: преимущества и недостатки

Красота, как известно, требует жертв. Но все мы знаем, что на алтарь собственной красоты можно сложить и время, и деньги, но только не здоровье. Когда речь заходит о здоровье волос, сразу на ум приходит пресловутая термическая обработка, без которой сегодня никуда. Естественно, что ключевым параметром в выборе профессиональных плоек и утюжков становится именно покрытие нагревательных элементов. От его состава зависит не только эффективность и удобство работы с инструментом, но и здоровье волос.

Магазин WebMarket, в котором можно купить профессиональные плойки и утюжки для волос, составил список самых популярных покрытий парикмахерских инструментов для термической обработки. Сравнивайте, анализируйте и делайте правильный выбор!

Металл

+ низкая стоимость

неравномерный нагрев

Большое, и, пожалуй, единственное преимущество металлического покрытия утюжков и плоек – это относительно низкая цена. Но чаще всего недобросовестные производители пренебрегают качеством продуктов, ввиду чего металлический инструмент имеет неравномерный нагревпластин. Это вредит волосам, они пересушиваются и начинают сечься. Но если речь идет о современных термобрашингах, таких как Wahl 4550-0470 , то наличие металлического нагревательного элемента оправдано безопасной конструкцией инструмента.

Керамика

+ безопасность для волос

+ равномерное распределение температуры

долгий разогрев

Чтобы проявить к своим волосам заботу даже во время выравнивания или термозавивки, нужно выбирать утюжки и плойки с керамическими нагревательными элементами. Покрытие, обладающее керамическим напылением, действует бережнее по двум причинам. Во-первых, благодаря равномерному распределению температуры на керамических пластинах все волоски подпадают под одинаковый температурный режим и не перепаливаются. Во-вторых, керамика отлично скользит по прядям. Хороший тому пример – утюжок Moser 4417-0050 CeraStyle . Он разглаживает волосы и укладывает их прядь к пряди, не пересушивая их.

Титан

+ равномерное распределение температуры

+ моментальный разогрев

+ прочность и долговечность

Кроме очевидного плюса титанового парикмахерского инструмента, заключающегося в практически полной неубиваемости прибора, есть и еще один. Сплавы титана имеют улучшенную терморегуляцию, поэтому очень быстро нагреваются до заданной температуры. С титановым покрытием выпускают и плойки, и утюжки (например, тандем Ga.Ma CP1LTI+F25TI ), поскольку он идеально подходит для любого типа волос благодаря равномерному и постоянному нагреву.

Смешанные материалы

Сегодня выделился целый ряд различных нанесений, вкраплений, добавок и соединений, которые применяются на относительно щадящих керамических пластинах. Большинство из них предотвращает сечение волос, предупреждает пересушивание, разглаживает и снимает статическое напряжение.

+ улучшенное скольжение

+ антибактериальный эффект

+ ионизация волос

+ быстрый разогрев

доступность только в профессиональных магазинах

Стеклокерамика в отличие от обычногокерамического покрытия обладает идеально ровной плоскостью, поэтому работать с ней очень легко. Например, безупречно гладкая поверхность стеклокерамических пластин стайлера Ga.Мa P11.CP3L.PRO 1046 Laser Ceramic CP3 Ion обеспечивает лучшее скольжение по волосам сравнительно с другими моделями линейки, поэтому укладку можно сделать не только бережно, но и быстро.

Титано-керамика. Этот тандем объединяет в себе достоинства двух лучших материалов, благодаря чему волосы подвергаются очень бережной термообработке, а сам инструмент настолько износостойкий, что может использоваться практически вечно. Пример тому – яркие щипчики для волос BaByliss BAB2660BKE Silken Touch , которые обеспечивают очень равномерный и супербыстрый нагрев пластин, поэтому Вам гарантировано идеальное выравнивание волос.

Турмалиновое покрытие – это керамика с нанесением турмалина – минерала, который является естественным источником отрицательно заряженных ионов. Во время использования такого инструмента приглаживается кутикула каждого волоска, поэтому приобретают здоровый блеск. Ионизация также помогает снять статическое электричество с волос, поэтому турмалин особенно популярен среди любительниц головных уборов. Яркий представитель оздоровительных турмалиновых инструментов – утюжок Hairway 4103 Tourmaline Nano-Silver .

Титаново-турмалиновое покрытие. В последнее время производители трудятся над созданием смешанных покрытий, которые бы объединяли достоинства сразу нескольких материалов. Например, термобрашинг BaByliss BAB2676TTE имеет титаново-турмалиновое покрытие. Оно одновременно является и оздоровляющим источником ионов, и долговечной износостойкой поверхностью.

Антибактериальное покрытие с наночастицами серебра. Новшество под названием Nano Silver Antibacterial Technology, внедренное пока только в новейшие разработки (например, плойка Gа.Mа F2133TI Titanium ) обеспечивает волосам антибактериальную обработку во время процедуры завивки или выравнивания.

Читать еще:  Как защитить утеплитель от влаги?

Нанотехнология Sol-Gel, доступная в некоторых моделях профессиональных брендов ( высокотехнологичный утюжок BaByliss BAB2095PE Nanotitanium Must Styler ), представляет собой подобие шелкового напыления, которое обеспечивает идеальное скольжение по волосам, не выдергивая их. Во время такой термической обработки волосы разглаживаются, увлажняются и становятся послушными.

Как видите, не все инструменты одинаково полезны. Одни плойки и утюжки стоят дешево, но могут нанести вред Вашим волосам, другие – имеют износостойкие покрытия и оздоравливают волосы, но стоят дороже. Теперь, когда все достоинства и недостатки покрытий парикмахерских термоинструментов перед Вами, Вы можете сделать правильный выбор.

Пользуйтесь эксклюзивными полезными советами WebMarket и берегите здоровье!

Металлокерамические коронки

Металлокерамические коронки на зубы: срок службы, отличия, цены в Москве, отзывы пациентов.

Металлокерамическая коронка представляет собой несъемную конструкцию на зуб, в основе которой лежит металлический каркас, а сверху конструкция покрывается керамикой. Этот вид протезирования чаще используется для жевательных зубов, так как отличается высокой прочностью и имеет некоторые недостатки в эстетике. Срок службы конструкции достаточно высокий при должном уходе и качетсве изготовления.

В Москве установку металлокерамики произведут опытные стоматологи клиники «Либерти». Стоматология устанавливает умеренные цены на свои услуги, несмотря на высочайшее качество работы.

Этапы изготовления

Современные несъемные коронки из металлокерамики производятся индивидуально, они точно соответствуют собственным зубам пациента по форме и внешнему виду. Изготовление включает следующие этапы:

  1. Обточка зуба, на который будет фиксироваться коронка — толщина препарирования под металлокерамические коронки немного больше чем для безметалловых коронок, так как конструкция из метала и керамики сама по себе толще за счёт нескольких слоёв. Толщина металлокерамической коронки примерно 1.5-2 миллиметра.
  2. Снятие двухслойного оттиска (слепка) — доктор снимает слепки с ваших зубов их высокоточного силикона «класса А», потом наша клиника передаёт их в партнёрскую зуботехническую лабораторию, где по слепкам отливаются гипсовые модели и начинается изготовление коронки.
  3. Создание цельнометаллического каркаса из выбранного материала — после отливки гипсовых моделей, зуботехническая лаборатория изготавливает металлический каркас по тому участку где доктор произвёл препарирование зуба.
  4. Подбор цвета керамического покрытия — зубной техник подбирает необходимый цвет керамики по фотографиям ваших зубов, которые делает доктор во время приёма. За счёт фотографий, техник имеет возможность сделать коронку максимально похожую на ваши собственные зубы.
  5. Покрытие металлического каркаса качественной керамикой — после подбора цвета, техник приступает к нанесению керамики на металлический каркас, после чего «влажная» керамика отправляется в специальную печь, где керамика запекается и приобретает свою прочность.
  6. Глазуровка коронки — после запекания, коронку дорабатывают, покрывают глазурью для придания гладкости и блеска.
  7. Примерка и при необходимости дополнительная коррекция.

Стоматология «Либерти» работает с ведущими зуботехническими лабораториями для создания металлокерамических коронок высокого качества. Важность качественной зуботехнической лаборатории нельзя недооценивать, так как при всех стараниях врача, работа может быть испорчена за счёт некачественной технической части.

Керамическое покрытие: виды, особенности, правила нанесения

  1. Виды керамических покрытий
  2. Сферы применения керамического покрытия
  3. Методы нанесения

Керамическое покрытие наносят на металлические поверхности с целью их защиты от термических и механических нагрузок, коррозии и износа. Такой вид обработки широко применяется в медицине, автомобилестроении, аэрокосмической отрасли, атомной энергетике.

Керамическое покрытие является одной из операций при тюнинге мотоциклетной и автомобильной техники.

Виды керамических покрытий

В зависимости от особенностей и функций выделяют следующие виды керамических покрытий:

  • Износостойкие
  • Жаростойкие
  • Коррозионностойкие
  • Оптические
  • Электропроводные
  • Электроизоляционные
  • Уплотнительные
  • Декоративные

К первым двум видам, в целом, можно отнести все керамические покрытия. Износостойкие и жаростойкие составы используются в разных целях, в том числе для антикоррозионной обработки поверхностей.

Такие материалы обладают низким коэффициентом теплопроводности и высокой температурой плавления, выдерживают очень большие нагрузки, не разрушаются под воздействием топлива, смазочных материалов и других химически агрессивных веществ.

По степени износостойкости керамическим покрытиям не уступают только специальные антифрикционные твердосмазочные составы (АТСП). Рассмотрим их на примере продукции MODENGY.

АТСП формируют на обрабатываемых поверхностях достаточно тонкий (до 20 мкм), но очень прочный композиционный слой, состоящий из высокодисперсных частиц твердого смазочного материала, равномерно распределенных в связующем веществе. Твердосмазочные компоненты заполняют микронеровности поверхности, тем самым ее опорная площадь, а следовательно, и несущая способность увеличиваются.

Покрытия MODENGY имеют высокое сопротивление сжатию и малое сопротивление сдвигу – поэтому коэффициент их сухого трения достигает значений всего в несколько сотых при контактных давлениях, равных пределу текучести материала основы.

АТСП устойчивы к химически агрессивным средам, выдерживают как очень низкие, так и экстремально высокие температуры (от -200 °C до +560 °C), работоспособны даже в условиях вакуума и радиации. Они обладают высокими противозадирными свойствами, несущей способностью до 2500 МПа.

После полимеризации покрытия образуют на обработанных поверхностях сухую нелипкую пленку, что особенно важно для деталей, работающих в запыленных средах.

Сферы применения керамического покрытия

Впервые керамическое покрытие стали применять в аэрокосмической отрасли, где его наносили на лопатки газотурбинных двигателей. Эти элементы испытывали на себе постоянные перепады температур вследствие сгорания топлива, были подвержены усиленному коррозионному и эрозионному износу.

КПД и мощность газотурбинных двигателей зависит от температуры газа в камере сгорания, поэтому в процессе эксплуатации силовых агрегатов этот показатель специально повышали, а для производства некоторых элементов двигателей (в том числе лопаток) использовали высокопрочные легированные сплавы и специальные покрытия. Например, в двигателях самолетов СУ-35 пятого поколения температура газа перед турбиной может достигать +2000 °C и выше – в таких условиях детали от разрушения может защитить только керамическое покрытие. Оно позволяет увеличить прочность элементов и снизить температуру на поверхностях до 35 % (в зависимости от толщины слоя, метода нанесения и состава керамики).

После успешного применения в аэрокосмической отрасли керамические покрытия стали использовать в других промышленных сферах, медицине, мото- и автоспорте, тюнинговании автомобилей и т.д.

Сегодня нанесение керамических покрытий практикуется в следующих сферах:

  • В атомной энергетике: для обработки элементов реакторов, систем охлаждения, хранилищ отработанного ядерного топлива
  • В оборонно-промышленном комплексе: для обработка корпусов аппаратуры, элементов оружия, изготовления специальных изделий
  • В металлообработке: в качестве финишного покрытия для увеличения прочности и срока службы деталей
  • В автомобилестроении: для обработки компонентов ДВС, АБС, колесных дисков, ходовой части и т.д.
  • В медицине: для медицинских приборов и частей протезов
  • В быту: для создания износостойкого слоя нужного цвета на посуде, элементах декора и других предметах быта

В процессе тюнинга автомобилей керамическим покрытием обрабатывают днища поршней ДВС, выпускные коллекторы, корпусы турбокомпрессоров и другие детали.

Методы нанесения

Существует четыре основных способа нанесения керамических покрытий на металл:

  • Эмалирование
  • Газопламенный
  • Парафазный
  • Плазменный

Метод эмалирования – — наиболее старый. К определенному металлу подбирается соответствующее ему по составу керамическое сырье. Оно измельчается, расплавляется, обогащается добавками для лучшего сцепления с основой и превращается в нужную для нанесения массу – шликер. Шликер накладывается на подготовленные и нуждающиеся в защите поверхности, после чего обжигается в печи. Готовое изделие с подобным покрытием обладает отличной стойкостью к коррозии и окислению.

При пламенном методе порошок керамической массы или керамический стержень накладывается на металлическую основу (окись алюминия, окись циркония и другие тугоплавкие окислы) и подвергаются воздействию пламени кислородно-ацениленовой горелки. Под его действием керамическая масса расплавляется, охватывает поверхности и образует на них защитное покрытие.

Подача порошка может производиться также сжатым воздухом из наклонно расположенного питателя. Сцепление керамической массы с металлом при этом механическое, структура покрытия микропористая, слоистая, прочность слоя толщиной 0,3 мм на растяжение составляет 25-70 кг/см 2 .

Покрытие металла керамикой парафазным методом – весьма продолжительная операция. В час удается получить слой толщиной всего 0,0002-0,001 мм. Керамическое покрытие, полученное таким методом, обычно пористое.

Плазменный метод, используемый для покрытия термостойких металлов, состоит в получении плазмы огня (при температуре 15000 °С в момент возникновения вольтовой дуги).

Технология нанесения керамического покрытия зависит, в основном, от обрабатываемого материала. Сегодня чаще всего используют плазменное или газопламенное напыление, при которых расплавленный керамический порошок практически «спаивается» поверхностью металла.

При удалении такого покрытия остаются микрократеры, которые видны невооруженным глазом.

Перед нанесением керамического покрытия поверхность обязательно подготавливается – очищается (например, пескоструйным методом) и обезжиривается. Это делается для того, чтобы удалить лишние загрязнения, убрать некоторые дефекты и увеличить тем самым адгезию будущего покрытия.

После очищения и обезжиривания поверхность прогрунтовывается при помощи специальных праймеров. Они препятствуют окислению и образованию трещин на основном слое покрытия из-за термического расширения и воздействующих нагрузок. Праймеры также способствуют улучшению адгезии будущего покрытия.

СПОСОБ МЕТАЛЛИЗАЦИИ КЕРАМИКИ

Изобретение относится к области производства различных полупроводниковых элементов и предназначено для получения керамики с металлизированной поверхностью. На поверхность керамики методом вакуумного напыления наносят буферный слой металлического покрытия с низкой температурой плавления, а затем наносят основной внешний слой металлического покрытия с более высокой температурой плавления, чем у буферного слоя. Двухслойное металлическое покрытие размещают в вакуумной камере и подвергают фотонному отжигу, в результате которого металлическое покрытие нагревают до температуры плавления основного внешнего слоя. Металлизированную керамику охлаждают в газовой среде без доступа кислорода. В качестве охлаждающей газовой среды используется аргон, имеющий комнатную температуру. Толщина буферного слоя металлического покрытия составляет преимущественно 0,1-0,2 мкм, а суммарная толщина буферного и основного слоя металлического покрытия не превышает 0,1 толщины керамической основы. Технический результат изобретения — исключение деформаций, обусловленных различием температурных расширений металла и керамики, и повышение качества конечного продукта. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ металлизации керамики путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность с последующим фотонным его отжигом и охлаждением, отличающийся тем, что металлизацию керамики осуществляют в два этапа: вначале на покрываемую поверхность керамики наносят буферный слой металлического покрытия с низкой температурой плавления, а затем наносят основной внешний слой металлического покрытия с более высокой температурой плавления, чем у буферного, после чего двухслойное металлическое покрытие подвергают фотонному отжигу и нагревают до температуры плавления основного внешнего слоя, а затем полученную таким образом металлизированную керамику охлаждают в газовой среде без доступа кислорода. 2. Способ металлизации керамики по п.1, отличающийся тем, что толщина буферного слоя металлического покрытия составляет преимущественно 0,1-0,2 мкм, а суммарная толщина буферного и основного слоев металлического покрытия не превышает 0,1 толщины керамической основы. 3. Способ металлизации керамики по п.1, отличающийся тем, что в качестве охлаждающей газовой среды используется аргон, имеющий комнатную температуру.

Изобретение относится к области производства различных полупроводниковых элементов и предназначено для получения керамики с металлизированной поверхностью.

Известны различные способы металлизации керамики путем нанесения на ее поверхность металлического покрытия, например меди, основанные на том, что на предварительно оксидированную поверхность керамики в виде пластины наносят металлизационную пасту, затем прикладывают к поверхности элемента медные пластины и размещают в литьевой форме вертикально, затем осуществляют двухрежимный нагрев в водородной или вакуумной печи до величины, превышающей температуру плавления меди, и после плавления меди и отекания ее с поверхности керамического элемента осуществляют выдержку при заданных температурных режимах с последующим его охлаждением до заданного уровня (а.с. СССР №564293, М. кл. С 04 В 41/88, 1971 г.; Патент США №4631099, кл. В 32 В 31/24, опубл.1986 г.; Патент РФ №2010784, М. кл. С 04 В 41/88,1994 г.).

К недостаткам известных способов можно отнести то, что при малейшем нарушении режима нагрева происходит разрушение эвтектического адгезионного слоя, находящегося между керамикой и медью, а при нарушении режима охлаждения в медном покрытии образуются усадочные раковины, увеличивающие тепловое сопротивление медно-керамического элемента.

Известен также способ нанесения металлического покрытия на керамический элемент путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность, с последующей термообработкой покрытия в восстановительной атмосфере при температуре взаимодействия металла покрытия с компонентами материала изделия повышения прочности сцепления слоя металла с керамической поверхностью (а.с. СССР №346293, М. кл. С 04 В 41/38; С 23 B 5/64,1972 г.).

Однако известный способ имеет один существенный недостаток, который заключается в том, что он может быть использован только при производстве декоративной керамики и не может быть применен в производстве полупроводниковых элементов, поскольку объемный прогрев керамики в печи, с последующим охлаждением, приводит к образованию остаточных напряжений, снижающих прочность керамической основы, а также к потере диэлектрических его свойств.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту является способ нанесения металлического покрытия на керамический элемент путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность при заданных режимах, с последующим фотонным отжигом данного покрытия с использованием источников когерентного излучения — лазеров (Верещагин Э.Д., Крысов Г.А., Цехмейстер Е.А., Сергеичев А.С. Импульсное вжигание металлических пленок в кремний // Электронная техника. Сер. Электроника СВЧ, выпуск 10 (358), 1983, с.57-59, прототип).

Наряду с преимуществами способ имеет один серьезный недостаток, который заключается в том, что коэффициенты температурных расширений металлов почти на порядок выше температурного коэффициента расширения керамики, что приводит к деформации керамического изделия при его охлаждении, а следовательно, к снижению его качества. Причем данный недостаток невозможно исключить путем изменения режимов термообработки или охлаждения.

Техническим результатом от использования заявленного способа является повышение качества получаемой металлизированной керамики путем снижения деформаций, обусловленных различием температурных расширений металла и керамики.

Технический результат достигается тем, что в известном способе металлизации керамики путем напыления слоя металла на покрываемую поверхность с последующим фотонным его отжигом и охлаждением, металлизацию керамики осуществляют в два этапа: вначале на покрываемую поверхность керамики наносят буферный слой металлического покрытия с низкой температурой плавления, а затем наносят основной внешний слой металлического покрытия с более высокой температурой плавления, чем у буферного, после чего двухслойное металлическое покрытие подвергают фотонному отжигу и нагревают до температуры плавления основного внешнего слоя, а затем полученную таким образом металлизированную керамику охлаждают в газовой среде без доступа кислорода.

Технический результат достигается также и тем, что толщина буферного слоя металлического покрытия составляет преимущественно 0,1-0,2 мкм, а суммарная толщина буферного и основного слоя металлического покрытия не превышает 0,1 толщины керамической основы.

Технический результат достигается еще и тем, что в качестве охлаждающей газовой среды используется аргон, имеющий комнатную температуру.

Предлагаемое техническое решение существенно снижает деформацию керамики, обусловленную различием температурных коэффициентов расширения металла и керамики, и повышает тем самым качество готового изделия. Это обеспечивается тем, что в процессе охлаждения металлизированной керамики вначале твердеет внешний основной слой металлического покрытия, в то время как буферный слой еще находится в расплавленном жидком состоянии. При этом внешний основной слой по мере охлаждения как бы скользит по буферному еще жидкому слою и не деформирует керамическую основу. И это происходит до тех пор, пока буферный слой будет находиться в расплавленном состоянии. Однако с момента затвердевания этого слоя деформация металлизированной керамики будет иметь место, но оно будет незначительным. Остаточные деформации, обусловленные охлаждением металлизированной керамики от температуры затвердевания буферного слоя и ниже, нейтрализуются правильным подбором толщины металлического покрытия, которое не должно превышать 0,1 толщины керамической основы. В этих условиях усилие сопротивления керамики существенно превышает стягивающее усилие охлаждаемого слоя металла на ее поверхности, и значимой деформации не наблюдается, поскольку слой металла просто механически растягивается по всей поверхности силами сопротивления керамики. При этом усадочных раковин в металлическом покрытии, а также разрушений эвтектического адгезионного слоя, расположенного между металлом и керамикой, не наблюдается.

Читать еще:  Конденсат в утеплителе деревянного пола

Ограничения толщины буферного слоя пределами 0,1-0,2 мкм, и суммарной толщины слоя металлического покрытия пределом, не превышающим 0,1 толщины керамической основы, исключают деформации, обусловленные различием температурных расширений металла и керамики. В результате качество конечного продукта резко возрастает.

Данные пределы ограничений найдены опытным путем на примере хрома, имеющего достаточно высокую температуру плавления (1440°С) и алюминия, имеющего температуру плавления 660°С. Хром использовался в качестве основного внешнего слоя, а алюминий — в качестве буферного слоя.

Пример выполнения способа.

Металлическое покрытие на керамический элемент наносят следующим образом.

На кремниевый элемент в форме пластинки, диаметром 60 мм и толщиной 200 мкм методом вакуумного напыления наносят металлическое покрытие. Процесс осуществляется в два этапа. В начале формируют буферный слой толщиной 0,2 мкм из металла с низкой температурой плавления, а затем формируют основной внешний слой толщиной 20 мкм из металла с более высокой температурой плавления. При формировании буферного и внешнего основного слоя использовали соответственно алюминий с температурой плавления 660°С, и хром с температурой плавления 1440°С.

Вакуумное напыление металлов на поверхность керамики осуществляют на установке УВН-2М-2 при давлении 8-10 -4 Па. Толщина слоя металла на поверхности керамического элемента при этом контролируется по сопротивлению спутника либо другим методом. Полученный таким образом образец размещают внутри вакуумной камеры. Затем осуществляют фотонный отжиг слоя металла на поверхности керамики сфокусированным некогерентным излучением от ксеноновой лампы при удельной энергии облучения 4 Дж/ (см 2 ·с) (могут быть использованы и другие источники излучения). При фотонном отжиге источник излучения устанавливают вне вакуумной камеры, а воздействие тепловым потоком на металлизированную керамику осуществляют через иллюминатор вакуумной камеры в течение времени, обеспечивающем плавление внешнего основного слоя металла (контролируется приборными методами). По достижении плавления верхнего основного слоя покрытия керамический элемент охлаждают в газовой среде без доступа кислорода до температуры порядка 25-30°С. Для этого используется аргон комнатной температуры, который напускается в вакуумную камеру при режимах, обеспечивающих изменение давления в ней до атмосферного в течение 15 минут. Данного промежутка времени оказывается достаточным для охлаждения металлизированной керамики до уровня температуры порядка 25-30°С.

Таким образом, предлагаемый способ практически исключает деформации изделия, обусловленные различием температурных расширений металла и керамики и тем самым повышает качество готового продукта.

Предлагаемый способ металлизации керамики может успешно использоватся в лабораторной практике при проведении различных исследований, а также в сфере промышленного производства различных полупроводниковых элементов.

«ХОЛОДНОЕ» НАПЫЛЕНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ

Кандидаты физико-математических наук О. КЛЮЕВ и А. КАШИРИН.

ТЕМПЕРАТУРА ПЛЮС СКОРОСТЬ

Из способов металлизации поверхностей в современной технике чаще всего пользуются гальваническим нанесением и погружением в расплав. Реже используют вакуумное напыление, осаждение из паровой фазы и пр. Ближе всего к разработке обнинских физиков находится газотермическая металлизация, когда наносимый металл плавят, распыляют на мельчайшие капли и струей газа переносят их на подложку.

Металл плавят газовыми горелками, электрической дугой, низкотемпературной плазмой, индукторами и даже взрывчатыми веществами. Соответственно методы металлизации называют газопламенным напылением, электродуговой и высокочастотной металлизацией, плазменным и детонационно-газовым напылением.

В процессе газопламенного напыления металлический пруток, проволоку или порошок плавят и распыляют в пламени горелки, работающей на смеси кислорода с горючим газом. При электродуговой металлизации материал плавится электрической дугой. В обоих случаях капельки металла перемещаются к напыляемой подложке потоком воздуха. При плазменном напылении для нагрева и распыления материала используется струя плазмы, формируемая плазматронами разных конструкций. Детонационно-газовое напыление происходит в результате взрыва, разгоняющего металлические частицы до огромных скоростей.

Во всех случаях частицы напыляемого материала получают два вида энергии: тепловую — от источника нагрева и кинетическую — от газового потока. Оба этих вида энергии участвуют в формировании покрытия и определяют его свойства и структуру. Кинетическая энергия частиц (за исключением детонационно-газового метода) невелика по сравнению с тепловой, и характер их соединения с подложкой и между собой определяется термическими процессами: плавлением, кристаллизацией, диффузией, фазовыми превращениями и т.д. Покрытия обычно характеризуются хорошей прочностью сцепления с подложкой (адгезией) и, к сожалению, низкой однородностью, поскольку велик разброс параметров по сечению потока газа.

Покрытиям, которые создают газотермическими методами, присущ ряд недостатков. К ним относятся, прежде всего, высокая пористость, если, разумеется, не стоит цель специально сделать покрытие пористым, как в некоторых деталях радиоламп. Кроме того, из-за быстрого охлаждения металла на поверхности подложки в покрытии возникают высокие внутренние напряжения. Обрабатываемая деталь неизбежно нагревается, и если она имеет сложную форму, то ее может «повести». Наконец, использование горючих газов и высокие температуры в рабочей зоне усложняют меры по обеспечению безопасности персонала.

Несколько особняком стоит детонационно- газовый метод. При взрыве скорость частиц достигает 1000-2000 м/с. Поэтому основным фактором, определяющим качество покрытия, становится их кинетическая энергия. Покрытия отличаются высокой адгезией и низкой пористостью, но взрывными процессами крайне сложно управлять, и стабильность результато в гарантиро вать практически невозможно.

СКОРОСТЬ ПЛЮС ТЕМПЕРАТУРА

Желание создать более совершенную технологию возникло давно. Перед инженерами стояла цель — сохранить достоинства традиционных технологий и избавиться от их недостатков. Направление поиска было более или менее очевидно: во-первых, покрытия должны формироваться в основном за счет кинетической энергии частиц металла (нельзя допускать плавления частиц: это предотвратит разогрев детали и окисление подложки и частиц покрытия), и, во-вторых, частицы должны приобретать высокую скорость не за счет энергии взрыва, как в детонационно-газовом методе, а в струе сжатого газа. Такой метод назвали газодинамическим.

Первые расчеты и эксперименты показали, что создавать таким способом покрытия, обладающие вполне удовлетворительными характеристиками, можно, если использовать в качестве рабочего газа гелий. Такой выбор объяснялся тем, что скорость потока газа в сверхзвуковом соплепропорциональна скорости звука в соответствующем газе. В легких газах (водород из-за своей взрывоопасности не рассматривался) скорость звука гораздо выше, чем в азоте или воздухе. Именно гелий ускорял бы металлические частицы до высоких скоростей, сообщая им кинетическую энергию, достаточную для закрепления на мишени. Считалось, что использование более тяжелых газов, в том числе воздуха, обречено на неудачу.

Работа опытных напылительных установок дала неплохой результат: разогнавшиеся в струе гелия частицы из большинства промышленно применяемых металлов хорошо прилипали к подложке, образуя плотные покрытия.

Но полного удовлетворения инженеры не испытывали. Было понятно, что оборудование на легких газах неизбежно будет дорогим и сможет применяться лишь на предприятиях, выпускающих продукцию высоких технологий (только там есть магистрали со сжатым гелием). А магистрали со сжатым воздухом имеются практически в каждом цеху, на каждом предприятии автосервиса, в ремонтных мастерских.

Многочисленные эксперименты со сжатым воздухом вроде бы подтверждали худшие ожидания разработчиков. Однако интенсивный поиск все же позволил найти решение. Покрытия удовлетворительного качества получились, когда сжатый воздух в камере перед соплом нагрели, а в металлический порошок стали добавлять мелкодисперсную керамику или порошок твердого металла.

Дело в том, что при нагревании давление воздуха в камере в соответствии с законом Шарля повышается, а следовательно, повышается и скорость истечения из сопла. Частицы металла, набравшие в струе газа огромную скорость, при ударе о подложку размягчаются и привариваются к ней. Частицы керамики играют роль микроскопических кувалд — они передают свою кинетическую энергию нижележащим слоям, уплотняют их, снижая пористость покрытия.

Некоторые керамические частицы застревают в покрытии, другие отскакивают от него. Правда, таким способом получают покрытия только из относительно пластичных металлов — меди, алюминия, цинка, никеля и др. Впоследствии деталь можно подвергать всем известным способам механической обработки: сверлить, фрезеровать, точить, шлифовать, полировать.

ГЛАВНОЕ УСЛОВИЕ — ПРОСТОТА И НАДЕЖНОСТЬ

Старания технологов останутся втуне, если конструкторы не смогут создать простое, надежное и экономичное оборудование, в котором был бы реализован придуманный технологами процесс. Основой аппарата для напыления металлических порошков стали сверхзвуковое сопло и малогабаритный электрический нагреватель сжатого воздуха, способный доводить температуру потока до 500-600 o С.

Использование в качестве рабочего газа обычного воздуха позволило попутно решить еще одну проблему, которая стояла перед разработчиками систем на легких газах. Речь идет о введении напыляемого порошка в газовую струю. Чтобы сохранить герметичность, питатели приходилось устанавливать до критического сечения сопла, то есть порошок необходимо было подавать в область высокого давления. Чисто технические трудности усугублялись тем, что, проходя через критическое сечение, металлические частицы вызывали износ сопла, ухудшали его аэродинамические характеристики, не позволяли стабилизировать режимы нанесения покрытий. В конструкции аппарата с воздушной струей инженеры применили принцип пульверизатора, известный каждому еще из школьных опытов по физике. Когда газ проходит по каналу переменного сечения, то в узком месте его скорость увеличивается, а статическое давление падает и может даже быть ниже атмосферного. Канал, по которому порошок поступал из питателя, расположили как раз в таком месте, и порошок перемещался в сопло за счет подсоса воздуха.

В результате на свет появился переносной аппарат для нанесения металлических покрытий. Он имеет ряд достоинств, которые делают его очень полезным в различных отраслях промышленности:

для работы аппарата нужны всего лишь электросеть и воздушная магистраль или компрессор, обеспечивающий давление сжатого воздуха 5-6 атм и подачу 0,5 м 3 /мин;

при нанесении покрытий температура подложки не превышает 150 о С;

покрытия обладают высокой адгезией (40-100 Н/мм 2 ) и низкой пористостью (1-3%);

оборудование не выделяет вредных веществ и излучений;

габариты устройства позволяют использовать его не только в цеху, но и в полевых условиях;

можно напылять покрытия практически любой толщины.

В состав установки входят собственно напылитель массой 1,3 кг, который оператор держит в руке или закрепляет в манипуляторе, нагреватель воздуха, порошковые питатели, блок контроля и управления работой напылителя и питателя. Все это смонтировано на стойке.

Пришлось потрудиться и над созданием расходных материалов. Выпускаемые промышленностью порошки имеют слишком большие размеры частиц (порядка 100 мкм). Разработана технология, которая позволяет получать порошки с зернами размером 20-50 мкм.

ОТ КОСМИЧЕСКИХ АППАРАТОВ ДО СЕЯЛОК

Новый способ напыления металлических покрытий может применяться в самых различных отраслях промышленности. Особенно эффективен он при ремонтных работах, когда необходимо восстановить участки изделий, например, заделать трещину или раковину. Благодаря невысоким температурам процесса легко восстанавливать тонкостенные изделия, отремонтировать которые другим способом, например наплавкой, невозможно.

Поскольку зона напыления имеет четкие границы, напыляемый металл не попадает на бездефектные участки, а это очень важно при ремонте деталей сложной формы, например корпусов коробок передач, блоков цилиндров двигателей и др.

Устройства для напыления уже применяют в авиакосмической и электротехнической промышленности, на объектах атомной энергетики и в сельском хозяйстве, на авторемонтных предприятиях и в литейном производстве.

Метод может оказаться весьма полезным во многих случаях. Вот лишь некоторые из них.

Восстановление изношенных или поврежденных участков поверхностей. С помощью напыления восстанавливают поврежденные в процессе эксплуатации детали редукторов, насосов, компрессоров, форм для литья по выплавляемым моделям, пресс-форм для изготовления пластиковой упаковки. Новый метод стал большим подспорьем для работников авторемонтных предприятий. Теперь буквально «на коленках» они заделывают трещины в блоках цилиндров, глушителях и пр. Без особых проблем устраняют дефекты (каверны, свищи) в алюминиевом литье.

Устранение течей. Низкая газопроницаемость покрытий позволяет ликвидировать течи в трубопроводах и сосудах, когда нельзя использовать герметизирующие компаунды. Технология пригодна для ремонта емкостей, работающих под давлением или при высоких и низких температурах: теплообменников, радиаторов автомобилей, кондиционеров.

Нанесение электропроводящих покрытий. Напылением удается наносить медные и алюминиевые пленки на металлическую или керамическую поверхность. В частности, метод экономически более эффективен, чем традиционные способы, при меднении токоведущих шин, цинковании контактных площадок на элементах заземления и т. п.

Антикоррозионная защита. Пленки из алюминия и цинка защищают поверхности от коррозии лучше, чем лакокрасочные и многие другие металлические покрытия. Невысокая производительность установки не позволяет обрабатывать большие поверхности, а вот защищать такие уязвимые элементы, как сварные швы, очень удобно. С помощью напыления цинка или алюминия удается приостановить коррозию в местах появления «жучков» на крашеных поверхностях кузовов автомобилей.

Восстановление подшипников скольжения. В подшипниках скольжения обычно применяют баббитовые вкладыши. С течением времени они изнашиваются, зазор между валом и втулкой увеличивается и слой смазки нарушается. Традиционная технология ремонта требует либо замены вкладыша, либо заварки дефектов. А напыление позволяет восстановить вкладыши. В этом случае для уплотнения слоя напыляемого металла керамику применять нельзя. Твердые включения через считанные минуты после начала работы выведут подшипник из строя, причем поврежденными окажутся поверхности и втулки и вала. Пришлось применить сопло особой конструкции. Оно позволяет наносить покрытие из чистого баббита в так называемом термокинетическом режиме. Частицы порошка сразу за критическим сечением сопла разгоняются сверхзвуковым потоком воздуха, затем скорость потока резко снижается до околозвуковой. В результате резко возрастает температура, и частицы нагреваются почти до температуры плавления. При попадании на поверхность они деформируются, частично плавятся и хорошо прилипают к ниже лежащему слою.

СПЕЦИАЛИСТУ — НА ЗАМЕТКУ

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Буздыгар Т. В. Устройство для газодинамического нанесения покрытий из порошковых материалов. Патент РФ на изобретение № 2100474. 1996, МКИ6 С 23 С 4/00, опубл. 27.12.97. Бюл.№ 36.

Каширин А. И., Клюев О. Ф., Шкодкин А. В. Способ получения покрытий. Патент РФ на изобретение № 2183695. 2000, МКИ7 С 23 С 24/04, опубл. 20.06.02. Бюл. № 17.

Координаты разработчиков и условия приобретения их технологий или изделий можно узнать в редакции.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector