第一篇：安徽未來表面技術有限公司宣傳方案

安徽未來表面技術有限公司宣傳方案

1、在由國資委主管的企業管理雜志上發布一期中國企業管理榜名單。

2、企業管理雜志社發布中國企業管理榜表彰文件。

3、在附件的網絡媒體中，企業可自主選擇10家媒體詳細報道。

4、由國資委主管的企業管理雜志為企業頒發證書和獎牌。

第二篇：安徽一天電氣技術有限公司

常宗寶安徽一天電氣技術有限公司

安徽一天電氣技術有限公司坐落在科教文化古城安徽省合肥市，地處合肥市高新技術開發區，是一家專注于持續提升用戶電能質量的高新技術企業。自2005年成立以來，公司快速發展，從成立時的幾十人發展到2011年的800多人，其中技術研發人員比例超過三分之一。一天電氣為全國的3000多個大型企業及項目提供產品與服務，參與了如西氣東輸、南水北調、三峽水利樞紐工程、天津地鐵、青海油田、三江航天、中核集團、土耳其BIGA電廠、印尼比通MNS工程等眾多國內外重點項目的建設。

在用電安全防護領域，一天電氣創造了一系列如“抑流”、“瞬懸復”、“聚優”等擁有自主知識產權的技術，引領了過電壓防護技術的發展。公司擁有自主知識產權的BSTG大能容組合式過電壓保護器、EAT一特六柱全相雙安全保護裝置等系列產品，深受市場歡迎，已成為過電壓防護領域的標桿產品。

在電能質量提升領域，一天電氣自主研發了OSZQ系列電能質量智能調控裝置，YTQ系列自動無功補償裝置，并可針對客戶復雜工況及不同需求，為用戶提供安全、節能、完善的提升用電質量的系統解決方案。同時還與國內知名高校合作，共同開發OSSINE系列電力有源濾波裝置（APF）、OSAQ系列靜止同步補償裝置（STATCOM）等高端電力電子技術產品用以改善用戶電能質量。

該公司主要產品有金屬氧化物避雷、EAT一特六柱全相雙安全保護裝置相

地、相間過電壓獨立保護、靜止同步無功補償裝置等，現選取該公司的特色專利產品略作簡介。

EAT 一特六柱全相雙安全保護裝置相地、相間過電壓獨立保護

多項專利和專有技術構成的性能優良的新型過電壓保護裝置，可以有效限制

大氣過電壓和操作過電壓，能夠對電力系統中的各種電氣設備，特別是高壓旋轉電機等弱絕緣類設備的相間、相地及匝間絕緣起到良好的保護作用。采用大能容氧化鋅閥片，六柱式無間隙結構，滿足各種復雜工況及高海拔、重污穢地區的過電壓保護要求。

產品特點：

1、無中性點六柱設計

采用大能容氧化鋅閥片，六柱式結構，沒有了“四星型”結構中中性點帶來的各種問題，各單元獨立工作，完成相-地、相-間的過電壓保護，滿足各種復雜工況下過電壓保護要求。

2、無間隙結構設計。徒波響應特性好，無截波，對保護設備無不良影響；響應速度快，無放電時延，響應速度為納秒量級；動作穩定，沒有間隙的固有缺陷，不存在間隙放電電壓受內外環境影響的問題，耐污穢，并可廣泛應用于高海拔地區；結構簡單，可靠，工藝性好，易于實現在線監測及預防性試驗保證產品的運行可靠性。

第三篇：最新表面處理技術概述及其未來發展趨勢來源

最新表面處理技術概述及其未來發展趨勢來源 1 前言

新型表面功能覆層技術，包括低溫化學表面涂層技術及超深埠鯫面改性技術，它運用物理、化學或物漓蠟學等技術手段來改變“材料及其制件表面成份和組織結構”，其特點是保持基體材料固有的特征，又賦予表面化所要求的各種性能，從而順應各種技術和服役環境對材料的特別要求，因而它是制造和材料學科最為活躍的技術領域，又是涉及表面處理與涂層技術的交叉學科。其最大的優勢在于能以極少的材料和能源消耗制備出基體材料難以甚至無法獲得的性能優異的表面薄層，從而獲得最大的經濟效益，它是一種優質高效的表面改性與涂層技術。

優質、高效的表面改性與涂層技術其范圍廣闊：如熱化學表面技術；物理氣相沉積；化學氣相沉積；物漓蠟學氣相沉積技術；高能等離體表面涂層技術；金剛石薄膜涂層；多元多層復和涂層技術；表面改性及涂層性能猜測及剪裁技術；性能測試與壽命評估等等。新型低溫化學氣相沉積技術引入等離子體增強技術，使其溫度降至600度以下，獲得硬質耐磨涂層新工藝，所生產的高強度、高性能的涂層工藝，在高速、重負荷、難加工領域中有其特別的作用。超深埠鯫面改性技術可應用于絕大多數熱處理件和表面處理件，可替代高頻淬火，碳氮共滲，離子滲氮等工藝，得到更深的滲層，更高的耐磨性，產品壽命劇增，可產生突破性的功能變化。現狀及海內外發展趨勢

隨著基礎工業及高新技術產品的發展，對優質、高效表面改性及涂層技術的需求向縱深延伸，國內外在該領域與相關學科相互促進的局勢下，在諸如“熱化學表面改性”、“高能等離子體表面涂層”、“金剛石薄膜涂層技術”以及“表面改性與涂層工藝模仿和性能預測”等方面都有著突破的進展。

2.1 熱化學表面改性技術現狀及發展趨勢

國外近年來重視對可控氣氛弱件和真空弱件下的滲碳，碳氮共滲等技術的研究，并已實現工業化。而在我國應用很少，相關的技術研究工作亦不夠。可控氣氛滲碳和真空滲碳技術是顯著縮短生產周期，節能、省時，同時可提高工件質量，不氧化、不脫碳，保證零件表面耐腐蝕和抗疲憊性，并減少熱處理后機加工余量及清理工時。

目前國際上碳勢控制和監測，滲層布型控制等方面的研究成果已應用于實際生產，并用計算機進行在線動態控制。

2.2 PVD、CVD、PCVD技術現狀及發展趨勢

各種氣相沉積是當前世界上聞名研究機構和大學競襪開展的具有挑戰的性的研究課題。日前該技術在信息、計算機、半導體、光學儀器等產業及電子元器件、光電子器件、太陽能

電池、傳感器件等制造中應用非常廣泛，在機械工業中，制作硬質耐磨鍍層、耐腐蝕鍍層、熱障鍍層及固體潤滑鍍層等方面也有較多的研究和應用，其中TiNi等鍍膜刀具的普及已引起切削領域中的一場革命，金剛石薄膜、立方氮化硼薄膜的研究也非常火熱，并已向實用化方面推進。

在不同PVD、CVD工藝的基礎上，通過發展和復和很多新的工藝和設備，如IBAD、PCVD與空心陰極多弧復和離子鍍膜裝置、離子注入與油濺射鍍或蒸鍍的復和裝置、等離子體浸沒式離子注裝置等不斷將該類技術推向新的高度。

與國外的發展相比，我國在上述方面雖研究較多，但水平有較大差異，在實用化方面差距更大。

2.3 高能等離子體表面涂層技術現狀及發展趨勢

該技術是增加表面物漓蠟學反應，獲取非凡性能覆蓋層。其核心是更有效地增強和控制陰極電弧等離子體的產生和作用，美國、日本、德國大力發展該技術。等離子體增強電化學表面改性技術，是目前國際上較活躍的開發研究領域，對于鋁、鈦等材料，通過等離子體調光放電手段，增強電化學處理效果，在金屬表面上生成致密氧化鋁和其它氧化物陶瓷膜層，可使基體具有極高性能表面，是先進制造工藝的前沿技術，在機加工用刀具和模具行業也有很了的應用前景ⅲ

2.4 金剛石薄膜涂層技術

金剛石具有極好的物理性能，在外形復雜的刀具、模具、鉆頭等工件表面沉積上一層很薄的金剛石薄膜，可提高工件的使用性能，并滿意一些特殊條件的需求。近年來，由于金剛石薄膜的優異性能以及廣泛的應用前景，日本、美國、西歐均進行大量的研究工作，并開發了多種金剛石涂層工藝技術，已在國內外掀起金剛石涂層研究的熱潮。尤其是在提高金剛石涂層和基體結和強度，大面積快速沉積金剛石涂層技術，產業化生產涂層金剛石薄膜設備系統等要害技術方面國外已取得突破性進展，美國、瑞滇餿國已推出金剛石金屬切削工具供給市場，而我國該技術還沒有達到實用水平，急待開發并實現產業化。

2.5 多元多層復和涂層技術的現狀及發展趨勢

單一的表面涂層不能滿綴鯫面工程設計中苛刻的工況條件，任何表面處理均有其不同的優缺點，因為利用不同涂層材料的性能長處，在基體表面形成多元多層復和涂層（含萬分漸貶餑梯度層）具有重大的意義。國外已開展單層涂層厚度為納米級，層數在l00層以上的多元多層復和涂層技術的研究，所制備的涂層具有較高的耐腐性、韌性和強度，和基體的結和強度也好，表面粗糙度低，這對直精高速工削機械加工十人有利。國外已列入主要發展方面，予計在納米級精細涂層材料研究和應用領域會有新的突破。因為復和涂層技術具有抗磨損、抗高溫氧化腐蝕、隔熱等功能，能擴大涂層制品使用范圍，延長使用壽命，是一項在下一世紀會得到迅速發展的技術。我國目前已開始研究，并取得初步成果，但還存在一些問題有待于解決。

2.6 表面改性與涂層工藝模擬和性能預測的現狀及發展趨勢

表面改性與涂層技術作為表面工程的重要組成部分，已經滲透到傳統工業與高新技術產業部門，根據應用的要求反過來又促進表面功能覆層技術的進一步發展。根據使用要求，對材料表面進行設計、對表面性能參數進行剪裁，使之符和特定要求，并進一步實現對表面覆蓋層的組織結構和性能和預測等，已成為該領域重要研究方向。國外已對CVD、PVD以及其它表面改性方式開展計算機模擬研究，針對CVD過程進行模擬，采用宏觀和微觀多層次模型，對工藝和涂層各種性能和基體的結和力進行模擬和預測；對滲碳，滲氮工件滲層性能應力等進行計算機模擬等等，人們可以更好地控制和優化工藝過程。我國這方面的研究剛處地超步階段。“十五”目標及主要研究內容

3.1 目標

根據國內外表面功能覆層技術的發展，結和機械工業材需求與現狀，為國家重大工程、重大技術裝備研究開發一批先進適用的表面功能覆層關鍵技術。

3.2 主要研究內容

（1）新型低溫氣相沉積技術及裝備研究

研制新型磁控濺射、離子鍍膜、PCVD設備及其復和裝備，并實現工藝過程的自動控制。加強成膜、膜基結和機理的研究，降餐制膜溫度，優化反應過程及工藝參數，和成各種耐磨、抗蝕的新優質鍍層。重點解決國家安全及支柱產業急需解決的表面工程技術難題，力掙形成創新性科技成果，促進通用機械、閥門、冷作模具、高溫模具等行業材技術進步。

（2）納米級多無多層復和涂層材料及工藝技術研究

跟蹤國際先進水平，研究50層以上納米級復和涂層技術及材料，包括納米級多層多元復和涂層材料重組、結構、厚度、層數的綜和設計，以及涂層材料的微觀組織結構及制備工藝技術研究。

（3）表面涂層工藝及質量的數值模擬及優化控制的研究與開發

著重對熱化學表面改性過程以及PVD和CVD沉積技術進行工藝模擬及優化研究。建立數學模型和算法，開發出相應汁算機軟件系統來指導和分析表面改性和涂層工藝過程的設計，并預測表面性能和服役壽命。

（4）金剛石薄膜涂層技術

開展大面積、快速、高質量金剛石薄膜涂層工藝技術及涂層刀具產業化技術研究，以涂層質量好，均勻一致性能穩定可靠為研究重點，提高金剛石涂層沉積速率，完成相應設備的設計、制造，同時開發金剛石薄膜涂層刀片、硬質和金鉆頭等刀具，使壽命提高10倍，并用于汽車踩工業。

第四篇：材料表面技術

（2014-2015學年第一學期）；《高分子材料改性》；課程論文；題目：納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進展；姓名：周凱；學院：材料與紡織工程學院；專業：高分子材料與工程；班級：高材121班；學號：201254575128；任課教師：蘭平；教務處制；2014年12月30日；納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進展；摘要；通用塑料的高性能化和多功能化是開發新型材料的一個；一．

（2014-2015學年第一學期）《高分子材料改性》 課程論文

題 目： 納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進展 姓 名： 周 凱

學 院： 材料與紡織工程學院 專 業： 高分子材料與工程 班 級： 高材121 班 學 號： 201254575128 任課教師： 蘭平教 務 處 制 2014年12月30日

納米粒子增韌聚氯乙烯研究新進展 摘 要

通用塑料的高性能化和多功能化是開發新型材料的一個重要趨勢, 而將納米粒子作為填料來填充改性聚合物, 是獲得高強高韌復合材料有效方法之一。本文對近年來納米增韌PVC 的制備方法, 增韌機理和發展趨勢進行了說明。關鍵詞: 聚氯乙烯 納米材料 增韌

一． 研究背景 隨著科學技術的發展, 人們對材料性能的要求越來越高。聚氯乙烯作為第二大通用塑料, 具有阻燃、耐腐蝕、絕緣、耐磨損等優良的綜合性能和價格低廉、原材料來源廣泛的優點, 已被廣泛應用于化學建材和其他部門。但是, 聚氯乙烯在加工應用中, 尤其在用作結構材料時也暴露出了抗沖擊強度低、熱穩定性差等缺點。納米技術的發展及納米材料所表現出的優異性能, 給人們以重大的啟示。人們開始探索將納米材料引入PVC 增韌改性研究中, 并發現增韌改性后的PVC 樹脂具有優異的韌性, 剛度及強度得到顯著改善, 而且熱穩定性、尺寸穩定性、耐老化性等也有較大提高, 納米復合材料已經成為PVC增韌改性的一個重要途徑。本文主要介紹了近幾年來納米復合材料在PVC 增韌改性方面的研究現狀 和發展趨勢[1]。

二． 納米CaCO3 增韌PVC 碳酸鈣是高分子復合材料中廣泛使用的無機填料。在橡膠、塑料制品中添加碳酸鈣等無機填料, 可提高制品的耐熱性、耐磨性、尺寸穩定性及剛度等,并降低制品成本, 成為一種功能性補強增韌填充材料, 受到了人們的廣泛關注。

2.1 納米CaCO3 增韌對PVC 力學性能的影響

魏剛等[ 2] 研究指出, 用CPE 包覆后納米CaCO3填充PVC 的沖擊強度均要比未包覆處理填充體系的略低, 而拉伸強度則相反。特別是在包覆小份量CaCO3(2 份)時, 所得復合材料的沖擊強度甚至比PVC/ CPE(8 份)基體的低12%, 而拉伸強度則出現最大值, 比基體的高8.9% 左右, 如圖2-1 所示。

熊傳溪、王濤等[3] 研究發現兩種粒徑的納米晶PVC 均能起到顯著的增韌和增強作用, 且粒徑小的納米晶PVC 作用更明顯, 而且偶聯劑用量對試樣的拉伸強度和沖擊強度也有很大的影響。

2.2 納米CaCO3對CPE/ACR共混增韌PVC力學性能的影響

如圖2-2所示，為CPE/ACR共混物對PVC沖擊強度的影響。從圖2-2中可以看出當CPE/ACR/PVC為10/2/100時，共混體系的沖擊強度達到最大，明顯優于單一CPE或單一ACR對PVC的增韌效果。這是由于10mpr的CPE在PBC基體相中可能已經形成了完整的網絡結構，這種網絡結構可以吸收部分沖擊能量而賦予共混體系一定的沖擊強度，而在此基礎上再添加2phr ACR后，由于核殼ACR在PVC 基體相以及CPE網絡中呈顆粒狀分布，它們誘發基體產生大量的剪切帶和銀紋而

圖2-1 兩種填充方法對復合材料力學性能的影響 圖2-2 CPE/ACR共混物對PVC沖擊性能的影響

使材料的沖擊強度得到進一步提高，較之單一增加CPE的用量有更好的改性效果，表現出明顯的協同增韌作用[9]。

圖2-3 PVC/CPE/改性納米碳酸鈣復合材料的SEM照片

古菊、賈德民等發現改性納米碳酸鈣與CPE互配，可以對PVC實現良好的協同增韌增強的效果，改性納米碳酸鈣的加入不僅有效地提高PVC/CPE體系的韌性和強度，還可提高材料的耐熱性能及可加工性能。剛性的改性納米碳酸鈣與彈性體氯化聚乙烯之間表現出良好的協同增韌效果。所制得的PVC/CPE/R-CaCO3復合

材料避免了常規的彈性體增韌聚氯乙烯所帶來的強度、剛度下降，耐熱性能降低、加工性能變差的弊端[4][5]。

2.3納米碳酸鈣填充型粉末丁苯橡膠增韌改性聚氯乙烯

張周達、陳雪梅將沖擊試樣的斷面噴金，在S4800型冷場電子顯微鏡發射 電子顯微鏡（SEM）上觀察斷口的形貌及CaCO3/SBR粒子在PVC基體中的分布時

[6]CO3/SBR量比為15:100時，隨著CaCO3/SBR改性劑中納米碳酸鈣含量的提高，PVC沖擊強度先升后降，當納米碳酸鈣質量分數為70%擊強度達到最大。說明在復合改性劑制備過程中，納米碳酸鈣和丁苯膠乳存在一個最佳配比，在此配比下 的增韌效果較好。蘇新清認為，復合改性劑中納米碳酸鈣和丁苯橡膠形成的50nm米碳酸鈣粒子包藏于丁苯橡膠顆粒的結構內。據此可知，當復合改性劑中納米碳酸鈣和丁苯橡膠的的質量比為7:3苯橡膠相剛好對納米碳酸鈣粒子進行有效包覆，實現橡膠彈性體和納米粒子的協同增韌[7]。

2.4聚丙烯酸酯/納米碳酸鈣復合增韌PVC 的研究

馬治軍，楊景輝[8]備了復合增韌改性劑聚丙烯酸酯/納米CaCO3(PA-C)，并將其用于硬質聚氯乙烯(PVC)中，（觀察表1）加復合改性劑PA-C后，其缺口沖擊強度大幅度提高，并且添加10份達到最大值88.64kJ /m2，較添加未改性納米CaCO3的PVC 復合材料的沖擊強度提高了7 倍多。彎曲模量隨PA-C 添加量的增加明顯增大，拉伸強度僅稍微降低，說明PA-C 能較好分散在PVC 基體材料中，既起到較好的增韌效果，又起到一定的補強作用。這是由于PMMA 與PVC 溶解度參數相同，二者具有較好的相容性。納米CaCO3表面包覆有一定含量的PMMA，有效地改善了PVC 基體與納米CaCO3之間的相容性，而且聚丙烯酸酯聚合物中含有一定量的柔性單體聚丙烯酸丁酯，其在CaCO3粒子與基體間形成過渡層，利于能量吸收，而納米CaCO3為剛性粒子，其添加提高了復合材料的剛性和硬度。

三． 炭黑填充增韌PVC 導電炭黑是一種永久性抗靜電劑, 添加后材料不會因水洗、磨損等原因在長期使用中喪失抗靜電性能。炭黑還具有高的比表面積和高的表面能, 能吸收潤滑劑, 與PVC 界面結合良好。炭黑的填充還能使PVC的熔體粘度大大提高。

陳克正、張言波等[10]研究了納米導電纖維(nano-F)和華光炭黑(HG-CB)填充硬質PVC 復合材料的電性能以及溫度對復合材料體積電阻率的影響及伏安特性, 發現隨填料用量的增加, 材料的電阻率逐漸降低。當nano-F、HG-CB的填充量分別達到20、10 份時, 電阻率急劇下降。這說明此時導電填料在PVC 基體中已基本形成導電網絡, 填充量繼續增加電阻率下降不大。nano-F 填充PVC 復合

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材料特性曲線均呈直線性,即其伏安特性為歐姆性,而；四．SiO2增韌改性PVC；為了改善PVC糊的流變性能及存放性能,陳興明等采；SiO2的PVC糊,其切力變稀性能可持久地保持,；其切力變稀性能不能持久保持；4.1納米粒子復合ACR改性聚氯乙烯；王銳蘭、王銳剛等[12]采用納米SiO2粒子作為；液聚合,用此種聚丙烯酸酯復合物和PVC樹脂共混,；PVC的改性劑，材料特性曲線均呈直線性, 即其伏安特性為歐姆性, 而HG-CB填充PVC 復合材料特性曲線偏離歐姆性。

四． SiO2 增韌改性PVC 為了改善PVC 糊的流變性能及存放性能, 陳興明等 采用納米級SiO2 填充到PVC糊中, 當其用量達到一定值(12份)時可以賦予PVC 糊以明顯的切力變稀性能, 而普通超細SiO2 則不能給予PVC 糊以明顯切力變稀性能。填充納米級

SiO2 的PVC 糊, 其切力變稀性能可持久地保持, 而填充普通超細SiO2的PVC 糊, 其切力變稀性能不能持久保持。[11] 4.1 納米粒子復合ACR 改性聚氯乙烯

王銳蘭、王銳剛等[12]采用納米SiO2 粒子作為種子進行聚丙烯酸酯的原位乳

液聚合, 用此種聚丙烯酸酯復合物和PVC 樹脂共混, 結果用偶聯劑MAPS預包覆納米SiO2 再進行原位聚合的ACR, 如表2 所示, 當SiO2 含量為10%時的ACR 作

PVC 的改性劑,有最高的拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度(即破碎率最低), 具有優良的力學性能。

4.2 納米SiO2包覆HMPC接枝共聚

宇海銀[13] 等研究發現, SiO2 經SDS 預處理后包覆羥丙基甲基纖維素(HMPC), 并接枝PMMA, 隨著SiO2 /HPMC-PMMA、TiO2/HPMC-PMMA、ZnO/HPMC-PMMA 含量的增加, 沖擊強度隨之提高。當復合粒子含量分別為10%、10%、20% 左右時, 沖擊強度達到最大值61、62、68kJ/ m2。這比純PVC 的沖擊強度 52kJ/ m2 分別提高了19.2、25、31%。

4.3 納米SiO2添加量對復合材料性能的影響

田滿紅、郭少云[14] 通過超聲波、振磨等方法對納米粒子進行表面處理, 以促進納米粒子在基體中的均勻分散, 大幅度提高復合材料的強度和韌性。當納米SiO2 的添加量為3% 時, 復合材料的綜合力學性能最好, 其拉伸強度、沖擊強度

和楊氏模量均有較大的提高。振磨處理時間對納米粒子改善復合材料性能也有影響。處理6h 時改善復合材料的沖擊性能效果最好。

4.4聚氨酯彈性體/納米二氧化硅協同改性聚氯乙烯及其力學性能

王士財、張曉東[15]等用聚氨酯(PU)彈性體/納米SiO2 復合材料協同改性聚

氯乙烯(PVC), 用反應擠出一步法成型工藝制備了PU 彈性體/納米SiO2 /PVC 復合材料, 對擠出速率和溫度進行了考察, 并對復合材料力學性能的影響因素進行了研究。結果表明, 制備該復合材料的最佳工藝條件是螺桿轉速為40~ 50 r/m in、擠出機均化段溫度為180~ 190 ℃;用分散于液化二異氰酸酯中的納米SiO2 制備的復合材料的性能優于用分散于聚醚二元醇中的納米SiO2;PU 彈性體

和納米SiO2 能協同增韌PVC, 兩者質量比為5/1時增韌改性的效果最佳。當PU 彈性體/納米SiO2 /PVC(質量比)為5/1/20時, 復合材料的綜合力學性能最優, 2沖擊強度達到45.6 kJ/m, 拉伸強度為50.3MPa。五.納米黏土填充增韌PVC PVC/納米黏土復合材料只需少量的納米黏土即可使PVC的韌性、強度和剛度顯著改善。因PVC分子鏈的運動受到限制，材料的熱穩定性和尺寸穩定性提高，復合材料在二維或三維上均有較好的增韌和增強效果，不同層狀黏土可以賦予材料不同的功能。

Mahmood等[16]通過熔融混合制備了有機黏土增強PVC/丙烯腈－丁二烯－苯乙稀（ABS）基體，并研究了納米黏土對PVC/ABS的形態、流變學和力學性能的影響。結果表明，加入納米黏土，使PVC/ABS共混物的增韌效果顯著增加。當納米黏土的加入量為5％時，共混物的力學性能達到最佳。此外，添加順序對黏土在PVC/ABS/黏土納米復合材料中的分散也有顯著影響，通過選擇最佳的添加順序來控制納米黏土在共混物中的分布。

［17］Shimpi等用常規的雙螺桿擠出機進行熔融配共混制備PVC納米復合材料，并研究了有機物表面改性的蒙脫土（OMMT）對PVC納米復合材料性能的影響。從圖5-1可以看出，沖擊強度隨著OMMT含量的增加而提高，當OMMT的質量分數為12％時，PVC復合材料的沖擊強度達到最高為4.4KJ/m2，如果OMMT的含量大于12％時，復合材料的沖擊強度則會下降。

圖5-1 ＰＶＣ納米復合材料簡支梁缺口沖擊強度

Li等［17］采用震動磨的固態剪切混合技術制備了PVC/高嶺土納米復合材料。經該技術制備的納米復合材料的拉伸強度、斷裂伸長率和沖擊強度較傳統方法制備復合材料的顯著提高。PVC和高嶺土經震動磨處理后加工制備的復合材料中，PVC和片條狀高嶺土互相穿插，高嶺土在PVC基體中形成均一的分散，對PVC基體起到了較好的增強增韌效果。

Hemmati等［18］用2種方法制備出了有機納米黏土增強PVC/ABS基體復合材料，并研究了納米黏土對PVC/ABS的形態、流變學和力學性能的影響。一種方法為先將PVC和ABS在170℃熔融混合5min，再將黏土加入共混物中混合7min；另一種方法是先將ABS和黏土在170℃熔融混合5min，再將PVC加入共混物中混合7min。研究發現，當混入黏土的質量分數為5％時，兩種方法所制備的納米復合材料的懸臂梁沖擊強度均達到最大值，且第二種方法制備出的納米復合材料的懸臂梁沖擊強度（65J/ｍ）及斷裂伸長率大于第一種方法制備的納米復合材料（45J/ｍ）。

六．“核－殼”納米粒子對PVC的增韌

將聚酯增塑劑分子通過化學反應或物理作用固定在無機粒子表面形成“核－殼”結構的粒子，將這種粒子與ＰＶＣ復合，一方面可限制增塑劑的遷移，另一方面可提高無機粒子的分散性，可同時實現增塑、增強、增韌和提高耐熱性的目的。目前用“核－殼”納米粒子來提高脆性聚合物的韌性和沖擊性能已備受重視。

Chen等［20］通過乳液聚合在交聯苯乙烯－共丁二烯核上接枝聚苯乙烯和聚丙烯酸丁酯（PBA）合成了一種新穎的“核－殼”改性劑（MOD），并對其增韌PVC進行了研究。結果表明，MOD對PVC懸臂梁沖擊強度的提高有顯著作用，其中MOD中丙烯酸丁酯的含量對PVC/MOD的韌性增強時一個重要的因素；PVC/MOD的懸臂梁沖擊強度隨著MOD中丙烯酸丁酯的含量的增加而顯著提高，當MOD中丙烯酸丁酯的含量為40％時，PVC/MOD的懸臂梁沖擊強度達到最大為1200J/ｍ。

Yin等[21]首先對埃洛石?高嶺土和二氧化硅納米填料進行表面改性,再嫁接上聚己二酸丁二醇酯(PBA)合成了“核-殼”納米粒子增塑劑,并將其混入PVC中制備了出高強度和韌性的復合材料?結果表明,相比于未改性的納米填料,用改性的納米填料制備的PVC/“核-殼”納米粒子的強度和韌性都有顯著提高?當“核-殼”納米粒子的含量均為5%時,用未改性的埃洛石?高嶺土和二氧化硅納米粒子嫁接PBA得到的“核-殼”納米粒子改性PVC制備的PVC/“核-殼”納米粒子的斷裂伸長率分別為5%?5%和7%;改性后的PVC/“核-殼”納米粒子的斷裂伸長率分別為90%?7%和120%? 七.其他無機納米粒子對PVC的增韌

硅灰石具有吸濕性小、熱穩定性好、表面不易劃傷等優點，用其填充聚合物，具有快速分散性和低的黏度，在提高沖擊、拉伸和撓曲強度等方面都優于其他無 機填料，不足之處是多數硅灰石粉在加工溫度下顏色易變灰，從而影響材料的透明度。

楊中文等[22]將硅灰石經硬脂酸稀土改性后,用于填充PVC-U 給水管材,并對管材性能進行分析,結果表明,改性硅灰石可以提高管材的落錘沖擊強度及拉伸強度,當粒徑在3μm 左右的硅灰石,質量份數為25份時,落錘沖擊強度達到1%?同時還使管材的維卡軟化溫度提高到92.4 ℃,縱向回縮率降低至1.03%,且硅灰 石粒徑越小提高越顯著? 程博等[23]利用超聲作用制備納米石墨微片(nano-Gs),并采用混酸對其進行表面活化,最后通過熔融共混法制備PVC/nano-Gs復合材料?通過傅里葉紅外光譜和SEM 對nano-Gs的結構進行表征,研究了nano-Gs對復合材料導電性能和力學性能的影響?結果表明,隨著nano-Gs含量升高,復合材料的拉伸強度及缺口沖擊強度均先升高后降低,nano-Gs質量分數為1%時,復合材料的拉伸強度及缺口沖擊強度均達到最大值,相比純PVC分別升高約14%和38%? 凹凸棒土是一種以含水富鎂硅酸鹽為主的黏土礦,具有特殊纖維狀晶體型態的層鏈狀過渡結構?但是凹凸棒土與樹脂基體的結合并不好,當材料受到外力時表現出脫黏現象?所以要將納米凹凸棒土進行改性,改性后的納米凹凸棒土填充到PVC基體中,能顯著改善其力學性能? 鄭祥等[24]用鈦酸酯偶聯劑對凹凸棒土進行表面改性,并研究了經表面處理和未經表面處理的凹凸棒土對PVC/ABS復合材料力學性能的影響,用SEM 觀察了PVC/ABS復合材料的沖擊斷面微觀形貌和凹凸棒土的分散情況?從圖3可以看出,經表面處理的凹凸棒土添加到PVC/ABS復合材料中缺口沖擊強度要好于未改性的,添加10份經表面處理的凹凸棒土可以使復合材料的缺口沖擊強度提高到

215.48kJ/m;未經表面處理的凹凸棒土在添加15份時,復合材料的沖擊強度達到

最高14.31kJ/m2?分析認為,當添加量逐漸增大時,凹凸棒土在PVC/ABS復合材料中的團聚現象嚴重,此時凹凸棒土在材料中就是明顯的缺陷,對材料已沒有了增韌作用? 圖7-1 凹凸棒土含量對PVC/ABS復合材料缺口沖擊強度的影響 八．結語

通過本次的研究調查發現國內納米粒子填助劑發展已日新月異，例如2011年陳建軍等提出納米高嶺土的固相剪切碾磨制備及對PVC的增強增韌，許海燕等提出MWNT-g-PBA的制備及對PVC的改性，等等研究的推陳出新也使得國內高分子行業呈現生機盎然的形式。國內專家對納米粒子（最為廣泛的是CaCO3）對PVC 的彈性體增韌改性機理、有機剛性粒子增韌機理、無機剛性栗子增韌機理、纖維

狀填料增韌機理都有深厚的理論基礎和實驗結果。

納米粒子增韌改性PVC，由于納米材料具有尺寸小，比表面積大而且產生量子效應和表面效應等特點，將納米材料引入到PVC增韌改性研究中，發現改性后的PVC樹脂同時具有優異的韌性、加工流動性、尺寸穩定性和熱穩定性，特別是近年來，隨著納米粒子表面處理技術的發展，納米粒子增韌PVC已經成為國內外研究開發的熱點。其增韌機理是納米粒子的存在產生了應力集中效應，引發周圍樹脂產生微開裂，吸收一定的變形功；納米粒子在樹脂中還可以起到阻止、鈍化裂紋的作用，最終阻止裂紋不致發展為破壞性開裂；由于納米粒子與基體樹脂接觸面積大，材料受沖擊時會產生更多的微開裂而吸收更多的沖擊能。

納米粒子由于其優良的性能,在塑料的高性能化改性中的應用前景非常廣闊?納米粒子增韌改性PVC具有諸多優勢,但同時也存在著納米原料價格昂貴等致命缺陷?所以發展價格低廉的新型納米增韌增強劑,尋找更適用?更科學的納米材料,以獲得更好的增韌效果并最終實現工業化生產,是納米粒子增韌改性PVC研究的一個極其重要的研究方向和努力目標?此外,對于PVC納米復合材料,還應深入研究其制備方法,探索更加完善的納米粒子表面改性技術,進一步增加粒子與PVC在納米尺度上的相容性,并深入研究PVC納米復合材料的結構與性能,加強理論研究上的深度,使這一新材料能夠真正發揮其潛能? 個人認為，納米材料發展至今，已經步入人民生活的各個方面，對于PVC目前熱門的材料改性起到的作用也仍然受到各方面的限制，目前開發工業化比較多的例如CPE、ACR、EVA等這些高分子助劑然后添加納米粒子的方法使得共混的效果更加好，對增強和增韌也更有利，這些共混體系的缺口沖擊強度是未改性PVC的數倍之多，由此我個人覺得在PVC與其他高分子聚合物共混呈現不相容性時，添加CPE/ACR彈性體（做增溶劑）等方法提高PVC與其他高分子聚合物之間的相容性，從而增加界面黏附強度，對于今后的更多PVC復合材料有極大的意義。

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第五篇：表面技術

涂層技術的發展與應用

黃亞博

(河南科技大學材料科學與工程學院, 河南 洛陽, 471000）

摘要：隨著我國航天技術快速發展和對先進海洋工程裝備的需求日益強烈，關鍵部件材料的表面性能要求越來越高。然而，單從提高材料自身性能的角度來滿足對高性能的要求幾乎是不可能的。涂層技術是表面工程技術中提高材料表面性能的一種重要方法，它能夠在不破壞材料自身性能的前提下，對材料表面性能進行強化，使材料或部件表面具備耐磨、耐蝕、抗氧化、耐熱、絕緣、密封和隔熱等性能中的一種或幾種。因此，涂層技術已成為實現航天、海洋工程裝備材料最終性能的重要手段。本文對航天、海洋工程裝備中涉及到的材料表面改性技術、應用和發展進行了綜述。最后，展望了涂層技術將來的研究方向。關鍵詞：關鍵部件；涂層；表面性能 前言

腐蝕與防護，一直是航空領域中倍受關注的課題。據工業發達國家統計，每年因腐蝕所造成的經濟損失占國民生產總值的2%~4%；我國每年因腐蝕造成的直接經濟損失達200 億元[ 1 ]；美國空軍1992年用于腐蝕的維修費用高達7.18 億美元。采用各種表面防護技術能夠有效地控制腐蝕現象的發生和擴展，減輕腐蝕造成的損失。表面技術是表面處理、表面涂層及表面改性的總稱。表面技術是應用物理、化學和機械加工來改變材料表面的形態、化學成分、組織結構等使材料本身具有某些特殊性能[ 2 ]。表面涂層是改變表面性能的一種重要手段，將涂料一次施涂所得到的固態連續膜，是為了防護，絕緣，裝飾等目的，涂布于金屬，織物，塑料等基體上的塑料薄層。涂料可以為氣態、液態、固態，通常根據需要噴涂的基質決定涂料的種類和狀態。涂層在材料或工件上所占質量及體積比例雖然很小，但對其提高材料性能、延長零件工作性能的作用卻十分顯著[ 3 ]。涂層技術的意義

國外文獻報道，有75％以上的航空發動機零件加有金屬或陶瓷涂層以改進其性能和可靠性[ 4 ]。在當代先進應用技術如微電子、光學、航空航天領域中的作用也非常重要。同時大多數涂層往往工作環境惡劣，承受著各種復雜的載荷，因此如何延長涂層的工作壽命、高相關性能始終是涂層制備工藝具有挑戰性的課題。隨著科技發展,人們發現，僅僅通過提高材料表面的耐磨耐蝕性，也能大大提高材料的使用壽命，從而就有了涂層技術的應用和發展。涂層技術概念的提出與發展應用, 對工業科技發展具有了重大的影響和推動意義[ 5 ]：

(1)涂層技術不僅可以保證產品的質量，還能夠滿足不同服役條件下產品的外觀。能夠提高產品的使用壽命、可靠性和市場競爭力。

(2)涂層技術是一種節約成本、減少消耗的手段。采用有效涂層保護手段，至少可減少腐蝕損失15%，減少磨損損失33%左右[ 6 ]。

(3)涂層技術在制備新型材料方面具有特殊的優勢。通過表面原位合成技術，能在低成本基礎上在工件表面制備出性能優良的新型合金材料涂層，很好滿足了工業、航空航天工業對高性能零部件表面的需求[ 7]。涂層技術的分類及應用

依據涂層的主要功用不同，涂層可分為封嚴涂層、耐磨涂層、抗腐蝕涂層、抗氧化涂層、熱障涂層、鈦合金阻燃涂層等幾種類型[ 8]。3.1 封嚴涂層

封嚴涂層一般涂層于轉子軸、鼓簡、軸承、轉動葉片葉尖、壓氣機和渦輪各級之間的封嚴裝置表面[ 9 ]，以控制間隙、減少泄露損失。封嚴涂層可分為兩類，一類是可磨耗涂層，另一類是主動磨削涂層。3.1.1 可磨耗涂層

可磨耗涂層，即為噴涂在與轉動件相配合的靜子環帶上的允許磨耗的軟涂層，要求具有良好的潤滑性、執沖蝕性、熱穩定性。涂層材料一般利用Al，Cr，Ni等金屬或合金、金屬間合物的良好抗氧化性和熱絕緣性材料作耐高溫基體，輔以石墨、氮化硼、硅藻土等磨損性好的材料作潤滑劑。3.1.2 主動磨削涂層

主動磨削涂層是噴涂在高速旋轉的轉子封嚴算齒(如渦輪葉片的葉冠算齒)上的硬度較高的涂層，它磨削與其對應的密封環上的可磨耗涂層，但本身盡量不受磨損。因此除了硬度高外，還要具有與基體結合強度高、隔熱性能好的特性。3.2 耐磨涂層

磨損是航空然氣禍輪發動機比較常見且危害較大的故障，按其形式可分為磨粒磨損、沖蝕磨損和微動磨損等幾種類型[ 10 ]。磨粒磨損主要發生在轉子軸及其軸承等承受較大機械負荷有相對運動的部件，通常靠改善潤滑來降低磨損程度;而沖蝕磨損和微動磨損常發生在沒有潤滑或不能潤滑的機件，應用耐磨涂層可有效減輕磨損。按其主要功能不同，耐磨涂層又可分為耐沖蝕磨損涂層和耐微動磨損涂層[ 11 ]。3.2.1 耐沖蝕磨損涂層

沖蝕磨損主要發生在氣流通道，是含有固體粒子的氣流高速沖刷葉片造成的。大氣中含有各種粉塵，對于經常執行低空飛行任務的直升機，沖蝕磨損是其渦軸發動機壓氣機失效的主要形式[ 12 ]。渦輪葉片、渦輪機匣也會發生沖蝕磨損。沖蝕磨損使葉型受到破壞，致使發動機功率下降，并且沖蝕點還會成為疲勞源，造成葉片裂紋甚至斷裂，導致危害性故降發生。在受沖擊的機件表面噴涂高密度、高硬度的合金或金屬間化合物材料涂層，可增加機件表面的硬度，增強耐沖蝕性能。3.2.2 耐微動磨損涂層

微動磨損產生在有一定正壓作用、工作中有徽小位移往復運動，兩個接觸表面，也稱振動磨損[ 13 ]。互相配合或互相接觸的兩個機件，在振動或交互應力的作用下都可能發生微動磨損。由于航空始氣潤輪發動機要求重輕，采用柔性結構多，加之溫度變化大，并大量使用鋁、鎂、鈦合金和鎳基合金，微動磨損尤為嚴重[ 14 ]。壓氣機葉片的減振凸臺阻尼面和渦輪葉片葉冠阻尼面等是微動磨損多發部位。微動磨損的主要危害是所造成的表面損傷不斷發展，會加快諸如疲勞磨損等其他形式的故障產生，導致機件失效。根據微動磨損部位不同的工作條件和材料，噴涂各種耐微動磨損涂層，可有效降低微動磨損程度，延長機件的使用壽命。3.3 抗氧化防腐蝕涂層

抗氧化防腐蝕涂層的主要作用是防止高溫、高壓、高速和高腐蝕性的燃氣對發動機熱部件金屬表面的沖蝕作用，從而減少金屬部件產生氧化、熱腐蝕、合金元素貧化和熱疲勞等破壞。已經應用的抗氧化防腐蝕涂層，主要有鋁化合物(如NiAl、CoAl或FeAl)涂層MCrAlY(M=Ni，Fe或Co等)合金涂層以及高溫陶瓷涂層[ 15 ]。目前正在研究的增加抗氧化防熱腐蝕性能的方法有：①采用既有擴散鋁化物又有包覆MCrAlY的化學改性工藝；②添加增加抗氧化防熱腐蝕性能和提高與基體結合力的有關元素，如Hf、Ta和Re等。3.4 熱障涂層

熱障涂層對氣路的熱量有良好的隔斷作用，而且還具有明顯改善部件抗熱疲勞和抗氧化性。普遍應用于渦輪葉片、導向葉片、燃燒室和加力燃燒室簡體。一般以多層結構形式與底層組合使用，底層起抗氧化和與基體粘接的作用，表層是隔熱層。熱障涂層工藝目前主要采用等離子噴涂、濺射沉積和電子束物理氣相沉積。典型的一種熱障涂層是在抗氧化MCrAIY底層上施加Y203穩定化的Zr02隔熱涂層形成的復合涂層。美國某實驗室研究表明，該熱障涂層的隔熱效果可達189 ℃，這將為更有效地提高航空發動機的效率和使用壽命展示了良好的前景[ 16 ]。

3.5 高溫耐磨涂層

航空發動機是在高負荷和不同振動頻率下工作的，而且還受到高溫、高壓、高速、強腐蝕和帶有碎片氣流產生的強烈沖刷，產生各種形式的磨損。磨損一度成為發動機零件損壞的主要原因。采用耐磨涂層保護后，報廢率大大降低，可見，合理地選用耐磨涂層，改善發動機零件的耐磨性能是十分重要的。目前應用的高溫耐磨涂層主要有WC涂層、Cr3C2涂層、TiC涂層、Ni-Cr-B-Si合金涂層、鎳包鋁涂層和氧化物涂層(如Al2O3、ZrO2、Cr203和TiO2等)以及各種復合涂層[ 17 ]。一般采用等離子噴涂、爆炸噴涂和超音速噴涂等工藝制取涂層。總之，高溫涂層已經成為現代航空渦輪發動機制造中不可缺少的材料。在不斷發展新型更耐熱的合金材料和更有效的冷卻技術的同時，大力發展高溫防護涂層是更有實效的新技術。目前人們正對具有梯度成分和多層結構的新型高溫涂層進行大量的研究工作，這樣的涂層可以在更高的溫度和較陡的溫度梯度下工作，獲得較好的隔熱效果和抗剝落能力。3.6 鈦合金阻燃涂層

由于欽合金具有密度小、耐熱性及抗腐蝕性好、機械強度較高等優點，先進的航空燃氣渦輪發動機已普遍采用鈦合金作為壓氣機機匣、轉子盤、轉子葉片、靜子葉片和風扇葉片等部件的材料，以減輕發動機的重量,提高推重比。但普通鈦合金對持續然燒敏感，在高溫、高壓或劇烈沖擊下易起火燃燒，嚴重危害著飛行安全。用其它材料代替杖合金。如采用合金鋼壓氣機靜子機匣、用鎳合金做高壓壓氣機的轉子材料，雖有效解決鈦合金燃燒問題，但是卻不同程度地增加了發動機重量,降低了發動機性能。目前還沒有更好的材料完全取代鈦合金在航空燃氣渦輪發動機上的應用，在今后相當長的時間內鈦合金仍然是不可或缺的航空材料。為了保證鈦合金的使用安全性，國外的航空材料學家一直致力于鈦合金阻燃燒涂層的研究，并取得了一定的研究成果。鈦合金阻染涂層目前主要用于鈦合金材料制成的壓氣機轉子葉片和機匣內環[ 18 ]。應用于轉子葉片的阻燃涂層要具有較高的硬度、良好的抗腐蝕性和抗熱蠕變疲勞性能，且涂層表面應有很高的光沽度，以減少對氣流的葉片附面層阻力。用于機匣內環的涂層，應同時具有封嚴涂層的功能，以提高壓氣機效率。鈦合金阻燃涂層一般采用PVD法,CVD法以及常規的電被方法。鈦合金機匣的阻燃涂層一般用VPS法和爆炸噴涂等熱噴涂工藝制備[ 19 ]。涂層技術的發展方向

工業科技的發展促進了涂層技術的發展，同時，涂層技術的發展也必須適應工業科技的發展。現代涂層技術要在未來的工業中體現出巨大的作用，必須從以下方面做出深入研究和改進:

(1)深化涂層理論的改善和測量儀器的研究從微觀的角度分析摩擦磨損的機理，研究涂層在摩擦學在工業中的應用。研究在線監測技術，實時監控進行在線監測，形成相關嚴密的覆層失效評估體系。

(2)研究開發新型涂層材料。涂層材料是制備優良涂層的物質基礎，不斷開發優良的耐磨耐腐蝕以及不同環境需求的優質涂層材料是保證表面工程強大生命力的基礎，開發在表面工程技術加工過程中自形成新材料的功能涂層能夠更加顯示出表面工程的優越性。

(3)開發多功能涂層。隨著工業的發展，許多行業需要特殊涂層,如防滑涂層、隱身涂層、吸熱涂層、隔熱涂層、導電涂層、催化涂層等，采用激光、高能電子束、離子束等現代先進表面技術的聯合應用，制備特殊結構，特殊要求的功能涂層，具有很好的發展前景。

(4)實現涂層工程的清潔生產。表面工程基本來說是屬于節能環保型工程，但某些技術任然存在污染問題，比如涂裝、電鍍熱處理等。研究從設計、制造到運行全過程的無污染的、節約型的、再生的涂層技術工程，也是涂層技術工程一個基本發展趨勢。

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