纳米结构涂层制备方法

1、纳米结构涂层制备方法课程名称：激光表面改性技术主讲人：徐临超 浙江工贸职业技术学院纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法课程目标：课程目标：掌握常用纳米结构涂层制备方法及其工艺机理纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法常用的纳米结构涂层的制备方法喷涂法气相沉积法溶胶凝胶法镀覆法激光熔覆法v1 喷涂法喷涂法机理：机理：利用送粉设备将纳米团或纳米粉喷射到基体表面，纳米颗粒撞击基体并在利用送粉设备将纳米团或纳米粉喷射到基体表面，纳米颗粒撞击基体并在其表面沉积形成纳米结构涂层。其表面沉积形成纳米结构涂层。优点：优点：操作简单，涂层的厚度和面积易控操作简单，涂层的厚度和面积易控缺点：缺点：结合性能差

2、，易脱落；结合性能差，易脱落；喷涂温度高时，纳米颗粒容易团聚喷涂温度高时，纳米颗粒容易团聚长大，影响涂层质量。长大，影响涂层质量。纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法v2 气相沉积法气相沉积法物理气相沉积法：物理气相沉积法：将需要蒸发的固体材料是指加热溶解至汽化（或直接升华），并沉积在基将需要蒸发的固体材料是指加热溶解至汽化（或直接升华），并沉积在基体表面。体表面。化学气相沉积法：化学气相沉积法：反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基反应物质在气态条件下发生化学反应，生成固态物质沉积在加热的固态基体表面，进而制得固体材料的工艺技术。体表面，进而制得固体材料的工艺技

3、术。包括热分解沉积和等离子增强化学气相沉积等方式。包括热分解沉积和等离子增强化学气相沉积等方式。优点：优点：涂层表面比较致密、平滑涂层表面比较致密、平滑缺点：缺点：与基体结合性差；与基体结合性差；不能得到较厚的涂层不能得到较厚的涂层纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法v3 溶胶溶胶凝胶法凝胶法机理：机理：将金属无机盐或有机金属化合物在低温下液相合成溶胶，用提拉或旋涂法将金属无机盐或有机金属化合物在低温下液相合成溶胶，用提拉或旋涂法使溶胶吸附在基体表面，经胶化过程成为凝胶，再经一定温度处理可得到使溶胶吸附在基体表面，经胶化过程成为凝胶，再经一定温度处理可得到纳米晶复合薄膜。纳米晶复合薄膜。优

4、点：优点：低温下即可进行低温下即可进行缺点：缺点：与基体结合性差；与基体结合性差；制备时间过长；制备时间过长；实用性差实用性差纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法v4 镀覆法（复合镀法）镀覆法（复合镀法）机理：机理：向镀液中加入纳米颗粒，用通电或化学镀的方法，使之与金属离子共同沉向镀液中加入纳米颗粒，用通电或化学镀的方法，使之与金属离子共同沉积在基体表面形成纳米复合镀层。积在基体表面形成纳米复合镀层。优点：优点：低温下即可进行低温下即可进行缺点：缺点：实用性差实用性差工艺复杂；工艺复杂；厚度厚度较大时，结合性差；较大时，结合性差；不能得到较厚的涂层。不能得到较厚的涂层。纳米结构涂层制备方法

5、纳米结构涂层制备方法v4 激光熔覆法激光熔覆法机理：机理：将纳米复合粉末预涂或自动送粉在金属基体表面，经高功率密度的激光束将纳米复合粉末预涂或自动送粉在金属基体表面，经高功率密度的激光束加热，使金属粉末先熔化称为熔池，纳米陶瓷颗粒弥散分布在熔池中，在加热，使金属粉末先熔化称为熔池，纳米陶瓷颗粒弥散分布在熔池中，在随后快速冷却过程中，金属凝固、结晶，获得纳米晶结构，纳米陶瓷颗粒随后快速冷却过程中，金属凝固、结晶，获得纳米晶结构，纳米陶瓷颗粒分布在金属晶粒之间保持纳米尺寸，形成金属分布在金属晶粒之间保持纳米尺寸，形成金属陶瓷复合纳米结构涂层。陶瓷复合纳米结构涂层。优点：优点：制备速度快；制备速度快；结合结合性强，与基体为合金结合；性强，与基体为合金结合；避免纳米粒子团聚；避免纳米粒子团聚；易易实现自动化等。实现自动化等。缺点：缺点：涂层易产生裂纹涂层易产生裂纹纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法v课程小结纳米结构涂层制备方法纳米结构涂层制备方法常用的纳米结构涂层的制备方法喷涂法气相沉积法