本科生毕业论文任务书论文题目 TiC-TiB2增强NiCrBSi涂层组织与性能的研究 一．研究的主要内容1.研究目的以开发适用于石油石化环境地耐磨涂层为背景，利用反应火焰喷涂技术制制备TiC-TiB2增强NiCrBSi涂层。研究金属陶瓷涂层的显微组织结构、显微硬度、结合性、耐磨性，探讨Ni含量对复相陶瓷涂层的组织与性能的影响。2.研究现状反应热喷涂技术是喷涂技术与自蔓延反应合成技术的复合，它不但简化了喷涂粉末的制备过程而且可获得性能优异的喷涂层。近年来国内外科学工作者开展了不少这方面的研究，先后成功合成了TiC-Fe、Al2O3-Al2Cu3 NiCr-TiC等金属陶瓷涂层，研究表明这些涂层均具有优异的耐磨性能。近年来镍基自熔性合金涂层以及采用硬质颗粒增强镍基合金的复合涂层在提高材料表面耐磨性能方面正受到日益广泛的关注。TiC-TiB2复相陶瓷具有高的硬度、耐磨性。目前对于火焰喷涂陶瓷相增强镍基涂层的相关性能，特别是涂层组织与其耐磨性能之间关系的研究较少，本文将采用反应火焰喷涂（焊）技术制备TiC-TiB2增强NiCrBSi复合涂层，并对复相陶瓷涂层的组织与性能的影响。3.工作任务采用高能球磨法均匀混粉，通过团聚制备喷涂粒子，并采用超音速火焰喷涂技术制备TiC-TiB2增强NiCrBSi涂层。观察涂层的显微组织特征，测定涂层的显微硬度和宏观硬度；测试涂层结合强度，摩擦磨损性能，增强相含含量对镍基涂层的组织与性能的影响。4.预期目标采用超音速火焰喷涂技术制备不同TiC-TiB2含量增强的增强NiCrBSi金涂层；研究反应火焰喷涂TiC-TiB2涂层的反应机理及涂层的组织结构与相关性能；理清TiC-TiB2对NiCrBSi涂层的增强机制；获得合成镍基涂层的优化的喷涂粉末配方。 二．有关要求1．中外文献查阅要求查阅有关热喷涂、氧乙炔火焰喷涂、超音速火焰喷涂技术、材料分析测试技术、摩擦与磨损、金相分析技术、普通化学、现代材料学、涂层反应机理、陶瓷涂层性能等方面的中外图书和中国表面工程、材料保护、表面技术、金属热处理、润滑与密封、摩擦学学报等期刊。通过查阅文献资料，了解热喷涂的研究现状；掌握喷涂基本原理、工艺流程；掌握喷涂涂层组织结构的分析方法及涂层性能的测试方法，并能正确分析涂层的组织结构和性能指标。2．外文翻译要求 翻译一篇与课题相关的外文文献。翻译成的中文汉字不少于5000字，译文手写并与英文文献装订在一起。3．论文撰写要求撰写不少于10000字的毕业论文，所撰写的毕业论文应符合学校的有关规范性要求。论文应论点清楚、论据准确、材料翔实、论证完整、严密，并具有独立的观点和见解。
表面涂覆技术是指在材料表面涂覆一层新材料的技术，如电镀(或化学镀)、喷漆(或上涂料)、热喷涂和气相沉积技术等等。下面是我精心推荐的一些表面涂覆技术论文，希望你能有所感触!
达克罗涂覆工艺及涂层检验要点浅析
【摘要】讲述了达克罗的工艺流程，并简单介绍了达克罗涂层的一些检验方法。
【关键词】达克罗;涂覆工艺;常见缺陷;检验方法
0.前言
达克罗涂层(欧美称DACROMET,日本称DACROTIZED)，是由片状锌粉、铝粉、含铬的金属盐及粘合剂组成的涂液涂覆于零件表面，经烧结而形成的一种全新结构和性能的防护层。该涂层具有无公害、无氢脆、优良的耐蚀性、浸透性、耐热性等特点。作为汽车、铁路、公路交通、电力、建筑、桥梁等行业中小零部件的防腐处理，已在世界范围内得到了广泛的应用。
1.涂层耐蚀性能机理
达克罗处理液主要由铝粒、铬酐和树脂组成，经固化成膜。在成膜过程中，CrO3大部分转化为Cr2O3，生成无定形的Cr2O3·CrO3，它作为粘结剂，将基体与铝粒、铝粒与铝粒粘结起来，其结构科分别表示Fe·(FeO·Cr2O3 ·CrO3·Al2O3)·Al，Al·(Al2O3·Cr2O3·CrO3·Al2O3)·Al。除此之外，树脂固化形成的体型网状结构，使涂层结构更加致密。由于涂层结构独特，其耐蚀机理可作如下分析：
屏蔽作用
涂层一方面通过钝化作用生成复杂化合物，把涂层与基体结合起来，另一方面又通过树脂固化反应，生成体型网状立体结构，把涂层与基体更牢固地粘结在一起。涂层与基体间既存在化学作用，又存在物理作用。这种紧密结合的涂层，起更好的隔离腐蚀介质的作用。
钝化作用
达克罗处理液中，铬酸与铝粒和基体金属发生化学反应，生成致密的铬酸钝化膜，使基体的耐蚀性能大为提高。
电化学保护作用
达克罗涂层实质上采用阴极保护法来提高金属的耐蚀性能。涂层中微细铝粒紧密排列于钢铁表面。铝的电极电位远小于铁的电极电位。当涂层受到局部破损或有腐蚀介质浸入时，铝作为腐蚀微电池阳极失去电子而被腐蚀，基体金属作为阴极得到完全保护。
2.达克罗工艺
达克罗处理工艺的流程如上图。整个处理过程主要有三个重要的质量控制点，即前处理、涂覆、烘烤。
前处理的目的是除去零部件表面的油污、铁和氧化皮，提高膜层与基体的结合力。前处理的方法较大，如有机溶剂或碱性清洗剂脱脂、抛丸、喷丸、喷砂等。对于较为精密的零部件一般采用有机溶剂或碱性清洗剂脱脂的方法，而对于结构较为复杂的零部件，一般采用喷、抛结合的方式。前处理要尽量避免使用酸洗除锈，以防止产生清脆。
涂覆是用达克罗溶液喷涂或浸渍零件，然后再采用离心甩干、自然垂流、刷等方式除去多于的处理液。一般一涂一烘涂层厚度为3～6μm，二涂二烘为6～9μm，三涂三烘为9～12μm，可根据产品要求进行选择(详见附表一)。在涂覆过程中，有几个工艺参数需要控制：浸渍时间为200～300r/min。另外，对于达克罗溶液的维护也要格外精心，平时不使用时保持其温度在14℃以下，正常工作的温度保持在20±2℃，以保证达克罗溶液的稳定。
烘烤是将金属基体上的达克罗处理液转变成膜层的过程，常在网带式循环热风烘烤炉中进行。整个过程分为预热区，温度为60～180℃(处理时间为10min左右)，零部件预热要缓慢，让涂层水分逐渐逸出，避免涂层起泡，产生孔隙。然后到达温度为280～330℃的固化区，时间为25～30min，在此区发生一些物理和化学反应。烘烤过程对于达克罗膜层性能的形成十分重要。
3.达克罗涂层的检验
涂覆量
因为零件形状不同，各部位的涂覆量是不相同的，这里指的是平均涂覆量。
中国标准将涂覆量分为70mg/dm2、160mg/dm2、200mg/dm2、300mg/dm2四个级别。
检测方法：将涂覆后的50～100g的零件先称重，然后放在70～80℃的20%氢氧化钠溶液里，直到涂层全部去掉后取出并清洗吹干，然后再称重，前后两次的质量差再除以零件表面积即为零部件的涂覆量。
涂层厚度
测定涂层厚度可采用磁性测厚仪进行多点测量求平均值的方法，具体按GB/T4956-2003《磁性基体上非磁性覆盖层 覆盖层厚度测量磁性法》要求进行。
附着力
采用宽18mm标准胶带贴在零部件表面，用手指揉擦以排除气泡，在胶带端头和零部件表面成45°角度快速拉开，根据粘附在胶带上的附着物量判断结合力级别，一般3～5级以上为合格。
泛黄试验
泛黄试验是检测涂层烘烤程度的一种简单方法。将1～2滴浓氨水滴在冷却的工件表面，涂层在30～60s内泛黄为合格，涂层烘烤不足时不泛黄。
硝酸铵快速腐蚀试验
由于盐雾试验周期时间长，在生产控制中很难用实现，因此在国内现在经常用硝酸铵快速腐蚀的方法来判断涂层的耐腐蚀性能。
试验方法：用20%的硝酸铵溶液加热到70±2℃，将零件浸渍于溶液内，或部分浸渍于溶液内。
判断方法：基体不允许出现红锈。
盐雾试验
达克罗涂层盐雾试验采用中性连续喷雾试验，具体操作方法按GB/T10125-1997《人造气氛腐蚀试验-盐雾试验》执行。需要注意的是试样应以水平线倾斜60～75°摆放，彼此不接触，而且从上面漏下的溶液不会从一个零件落到另一个零件上。
4.结束语
随着科学技术进步，达克罗处理工艺及检测方法也会有新的技术和方法产生，希望与同仁共同研究、开发，推进达克罗处理技术在我国的广泛应用。[科]
【参考文献】
[1]舒屹,林兵.达克罗涂层的研究.重庆师范学院学报(自然科学版)，.
[2]肖合森.达克罗处理的检测方法.电镀与涂饰,.
[3]邹志武,王红洲.达克罗技术.汽车工艺与材料,2003.
[4]王敏,黄鑫,王家禄,贺子凯.达克罗技术与应用.电镀与涂饰，.
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徐滨士是中国军装备维修专家，中国表面工程和再制造工程学科的主要倡导者和开拓者之一，主要科技成就有：（1）系统的开发了电刷镀设备、镀液和工艺。解决了诸如万吨巨轮、坦克等重大型机械不需解体就能现场局部维修的国家重点工程的多项急需关键技术，突破了现场修复大型设备的重大工程技术难关。电刷镀技术连续三个五年计划列为国家重点推广的新技术项目。近年来他又成功开发出纳米颗粒复合电刷镀技术，制备的纳米复合涂层可显著提高材料的耐高温磨损及抗接触疲劳性能，获国家发明专利2项，并在全军16家装备维修重点部队推广应用，解决了重载车辆、舰船、飞机发动机的一些关键零件的再制造技术难题。（2）在国内首次用等离子喷涂技术解决了坦克等重载车辆薄壁磨损零件不能修复的重大难题。研制出了适合坦克零件修复的等离子喷涂设备，并优化出五种工况零件修复工艺规范，解决了坦克52项薄壁零件不能修复的难题。1981年开始在全军推广应用，年经济效益达366万元。90年代末在传统等离子喷涂技术的基础上研究开发出高效能超音速等离子喷涂技术，其综合性能超过美国同类产品，喷涂的纳米涂层可用于修复高性能飞机发动机叶片。（3）发明了新型坦克履带板材料ZGMn8CrMo。他在发明自强化双相抗接触疲劳耐磨修复合金的基础上，经过多年的科研攻关，成功开发出新型坦克履带板材料ZGMn8CrMo，使国产坦克所用材料寿命由原来的3725公里一跃超过10000公里，比原来的Mn13材料寿命延长3倍以上。（4）首次在国内将电弧喷涂技术用于大型舰船钢结构的表面防腐研究。研制出新型高速电弧喷涂技术，并开发了适用于舰船、电站等多种防腐、耐磨电弧喷涂合金及粉芯丝材。有效提高了舰体、水陆坦克等主战装备的使用寿命。（5）率先倡导和推动在中国建立表面工程和再制造工程新学科。20世纪80年代，在中国率先提出并积极倡导建设表面工程学科，组织创建了中国第一个表面工程研究所、全军装备维修表面工程研究中心及全军表面工程重点实验室；近几年又提出了纳米表面工程概念，对纳米电刷镀技术、纳米超音速等离子喷涂技术、微纳米减摩自修复添加剂技术等进行了深入研究，并在社会和国防系统推广应用，取得了显著的社会经济效益。2004年10月，国际热处理与表面工程联合会授予他最高学术成就奖，以表彰他为表面工程发展做出的卓越贡献。在加强维修工程和表面工程建设的基础上，他在国内又率先提出并构建了再制造工程学科，建立了装备再制造技术国防科技重点实验室。再制造工程已经受到中国政府和有关部门的重视，2005年，国务院颁发的21、22文件均将再制造技术列为关键技术之一，2006年，《国家中长期科学和技术发展规划战略研究报告》将“共性关键制造技术与再制造技术”作为制造科技发展的24项优先主题之一，这为再制造在中国的长远发展提供了决策性论据。 据中国科学技术信息研究所、国家工程技术数字研究馆信息：1996年至2005年期间，徐滨士培养的硕士、博士共9名，情况如下： 论文题名 作者 指导老师 学位 高速电弧喷涂Fe-Al/Cr<,3>C<,2>复合涂层高温性能研究及应用 徐维普 徐滨士 博士 含磨粒油润滑条件下镀（涂）层摩擦学性能及其机理 杜令忠 徐滨士 博士 纳米颗粒复合电刷镀镍基镀层的强化机理及其性能研究 蒋斌 徐滨士 博士 基于原位合成方法的超分散稳定纳米组元的制备及其摩擦学特性 欧忠文 徐滨士 博士 高速电弧喷涂Fe<,3>Al/WC复合涂层高温冲蚀行为研究 田保红 徐滨士 博士 表面修饰的硼酸盐润滑油添加剂的摩擦学性能以及协同作用机理 乔玉林 薛群基,徐滨士 博士 电弧喷涂新型复合涂层治理锅炉管道热腐蚀的研究 李小刚 师昌绪,徐滨士 博士 电弧喷涂技术治理电站锅炉水冷壁管道热腐蚀的试验研究 李长青 徐滨士 硕士 电弧喷涂制模技术和涂层性能研究 刘宪军 徐滨士 硕士
碳纤维表面处理技术：碳纤维(CF)作为一种低密度、高强度、高模量比的纤维材料，具有良好的耐磨性、耐热性、尺寸稳定性和耐酸碱性，已成为一种极具发展潜力和广阔应用前景的增强材料。由于碳纤维表面惰性，复合材料中碳纤维和基体材料间应力载荷无法有效传递，直接影响其性能发挥，限制其规模化应用，所以要对碳纤维进行表面处理。通过表面改性技术来提高碳纤维的表面活性，强化碳纤维与基体材料之间的界面性能，改善了其与基体的粘结效果，从而提高纤维材料在工业应用中的价值。涂层法涂层法，是指在碳纤维表面涂覆一层聚合物、金属粒子或无机非金属及其复合物，目的是改变碳纤维的表面润湿性，增加聚合物基体和碳纤维的相容性。表面涂层处理不仅参与形成纤维/基体间的界面相，减小复合材料制造过程中纤维/基体间的热残余应力，而且可以减小应力集中，使纤维表面性能平均化。等离子处理等离子喷涂过程是一个高速碰撞沉积，将熔融或者半熔融状态的材料喷涂到经过预处理的基体上形成涂层的过程。等离子处理具有操作简单、工艺环保、对原丝的性能和力学强度破坏性小等优点，已成为应用较广的一种研究方法。气相氧化法气相氧化法是采用热空气、氧气(O2)、二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等气体为介质对CF进行氧化处理，处理后CF比表面积和表面粗糙度增加，表面含氧官能团的种类和数量也有所增加，从而提高CF增强复合材料的综合力学性能。液相氧化法液相氧化法是以浓硝酸、浓硫酸、过氧化氢等氧化剂与CF长时间接触，在纤维表面形成羧基、羟基等基团，增强与树脂的结合力。电化学氧化法电化学氧化是利用CF的导电性能，以CF为阳极，石墨、铜板或镍板等为阴极，在直流电场的作用下，以不同的酸碱盐的溶液作为电解液，对CF进行表面处理的方法。表面电化学氧化处理的作用为逐层氧化刻蚀与官能团变化的复合作用过程。表面接枝法表面接枝法是将碳纤维置于活性单体氛围中，在引发剂作用下，单体与纤维上的活性基团或边缘碳原子进行化合反应。能量束处理法利用能量束扫描过程中材料自身的组织结构变化或引入其他材料实现表面性能的改善。纤维在能量束的照射下会使表面粗化，改善与基体的粘附力。稀土处理法由于稀土元素的化学活性再根据化学键理论，稀土元素可与碳纤维表面的C、O和N原子发生配位化学反应和化学配位键合，稀土元素中具有大量电荷，在表面处理碳纤维时，能够吸引碳纤维碳碳键中的电子，导致碳碳键的电子元偏移，从而更容易将官能团引入碳纤维表面。碳纤维改性技术的关键在于提高碳纤维与基体的结合程度，提高复合材料的性能。而随着环境问题的日益突出，今后碳纤维表面处理技术的低成本化、绿色化和连续生产化将是重点研究方向。（广东博皓复合材料有限公司是一家复合材料行业整体解决方案服务商，致力于为客户提供更为完善的复合材料产品解决方案，更为顶尖的复合材料工艺及技术服务，更为先进的复合材料模具设计与制造。 ）
应用领域不同，白炭黑通常作为填料用，要与有机基体相容所以要除掉表面羟基，因为羟基是亲水性的，难以被有机物浸润
一、清洗将碳纤维放入装有丙酮的索氏提取器中，在温度为60~100℃的条件下使用丙酮抽提，清除碳纤维表面的上浆剂以及杂质，清洗后的碳纤维在60~80℃的鼓风干燥箱中干燥，得到清洗过的碳纤维；二、氧化（1）将步骤一得到的干燥清洗过的碳纤维置于圆底烧瓶中，加入浓酸中，60~80℃下氧化2~5h；（2）将步骤二（1）得到的氧化后的碳纤维在蒸馏水中浸泡5~10min，然后将经蒸馏水中浸泡后的碳纤维取出，弃除蒸馏水；（3）重复步骤二（2）5~10次，得到清洗后的氧化碳纤维，在60~80℃的鼓风干燥箱中烘干；三、酰氯化（1）将步骤二（3）得到的氧化碳纤维置于单口瓶中，加入SOCl2和DMF的混合溶液中，加热至70~80℃恒温反应24~48h，得到含有杂质的酰氯化的碳纤维；（2）使用减压蒸馏的方法将步骤三（1）得到含有杂质的酰氯化的碳纤维中残留的二氯亚砜除去，得到酰氯化的碳纤维，然后将得到的酰氯化的碳纤维在温度为60~100℃的鼓风干燥箱中干燥2~5h，最后将干燥的酰氯化的碳纤维放在干燥器内密封保存；四、接枝双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦将双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦加入装有DMF溶剂的单口瓶中，双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦与DMF质量比为，加热至60~80℃，双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦与DMF溶解后，将步骤三（2）得到的酰氯化的碳纤维置于单口瓶中，加热到80~120℃，反应时间为12~48h，得到接枝双（3‑氨基苯基）苯基氧化膦的碳纤维。
三价铬镀铬自1854年Bunsen发表第一篇论文以来，迄今已有100余年历史，由于有些技术问题难以突破，因此进展比较缓慢。至20世纪70年代，随着科学技术的发展和化学原料的增多，以及人们对环保意识的进一步增强，三价铬镀铬研究又提到电镀工作者议事日程上来了。1974年英国发表了 Alecra-3的三价铬镀铬工艺，并于1975年申请了一份用三氯化铬作主盐的三价铬镀铬专利，即Alecra-3000。1981年，英国开发了硫酸盐的环保铬(Envir0-chome)的三价铬镀铬工艺。该工艺采用选择性离子隔膜将阴极区域和阳极区域分开，这样可避免阳极板上氧化成的六价铬对三价铬镀液带来的危害：几乎同时，美国Harsha0公司也开发了Tri-chrome三价铬镀铬工艺。
铬污染水体修复技术研究进展具体内容是什么，下面中达咨询为大家解答。1、引言铬（chromium）是法国化学家Lvauquelin于1797年首次发现的，是一种用途广泛而又对人体危害较大的重金属元素。环境中稳定存在的两种价态Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）有着几乎相反的性质，适量的Cr（Ⅲ）可以降低人体血浆中的血糖浓度，提高人体胰岛素活性，促进糖和脂肪代谢，提高人体的应激反应能力等；而Cr（Ⅵ）则是一种强氧化剂，具有强致癌变、致畸变、致突变作用，对生物体伤害较大。铬污染最常见的是水体污染，如电镀铬废水、制革、制药、印染业等应用铬及其化合物的工业企业排放的废水，主要以Cr（Ⅲ）和Cr（Ⅵ）两中价态进入环境。据资料介绍，制革工业通常处理1t原皮，要排出含铬为410mg/L的废水50-60t.炼油厂和化工厂所用的循环冷却水中含铬量也较高。镀铬厂的废水中含铬量更高，尤其在换电镀液时，常排放出大量含铬废水。铬对水体的污染不仅在我国而且在全世界各国都已相当严重了。世界各国普遍把铬污染列为重点防治对象。2、水体中铬的存在形态天然水体中铬的质量浓度一般在1-40μg/L之间，主要以Cr3+、CrO2-、CrO42-、Cr2O27-4种离子形态存在，水体中铬主要以三价铬和六价铬的化合物为主。铬的存在形态直接影响其迁移转化规律。三价铬大多数被底泥吸附转入固相，少量溶于水，迁移能力弱。六价铬在碱性水体中较为稳定并以溶解状态存在，迁移能力强。因此，水体中若三价铬占优势，可在中性或弱碱性水体中水解，生成不溶的氢氧化铬和水解产物或被悬浮颗粒物强烈吸附后存在于沉积物中，若六价铬占优势则多溶于水中。六价铬毒性一般为三价铬毒性的100多倍，但铬可由六价还原为三价，还原作用的强弱主要决定于DO、BOD5、COD的值，DO值越小，BOD5值和COD值越高，则还原作用越强。3、水体重金属铬污染的治理方法物理化学方法（1）稀释法和换水法稀释法就是把被重金属污染的水混入未污染的水体中，从而降低重金属污染物浓度，减轻重金属污染的程度。此法适于受重金属污染程度较轻的水体的治理。这种方法不能减少排入环境中的重金属污染物的总量，又因为重金属有累积作用，所以这种处理方法目前渐渐被否定。换水法是将被重金属污染的水体移出，换上新鲜水，而减轻水体污染的一种措施，该方法适用于鱼塘等水量较小的情况。（2）混凝沉淀法许多重金属在水体溶液中主要以阳离子存在，加入碱性物质，使水体pH值升高，能使大多数重金属生成氢氧化物沉淀。另外，其它众多的阴离子也可以使相应的重金属离子形成沉淀。所以，向重金属污染的水体施加石灰、NaOH、Na2S等物质，能使很多重金属形成沉淀去除，降低重金属对水体的危害程度。这是目前国内处理重金属污染普遍采用的方法。（3）离子还原法和交换法离子还原法是利用一些容易得到的还原剂将水体中的重金属还原，形成无污染或污染程度较轻的化合物，从而降低重金属在水体中的迁移性和生物可利用性，以减轻重金属对水体的污染。电镀污水中常含有六价铬离子（Cr6+），它以铬酸离子（Cr2O72-）的形式存在，在碱性条件下不易沉淀且毒性很高，而三价铬毒性远低于六价铬，但六价铬在酸性条件下易被还原为三价铬。因此，常采用硫酸亚铁及三氧化硫将六价铬还原为三价铬，以减轻铬污染。离子交换法是利用重金属离子交换剂与污染水体中的重金属物质发生交换作用，从水体中把重金属交换出来，以达到治理重金属污染的目的。经离子交换处理后，废水中的重金属离子转移到离子交换树脂上，经再生后又从离子交换树脂上转移到再生废液中。离子还原法和交换法费用较低，操作人员不直接接触重金属污染物，但适用范围有限，并且容易造成二次污染。（4）电修复法电修复法是20世纪90年代后期发展起来的水体重金属污染修复技术，其基本原理是给受重金属污染的水体两端加上直流电场，利用电场迁移力将重金属迁移出水体。Ridha等提出，在一个碳的毡状电极上，用电沉积法从工业废水中除去铜、铬和镍的技术。另外，可以用电浮选法净化含有铜、镍、铬和锌等重金属的工业污水。此外，近年来还有人把电渗析薄膜分离技术应用到污水重金属处理实践当中。生物修复法（1）微生物修复法重金属污染水体的生物修复机理主要包括微生物对重金属的固定和形态的转化。前者是微生物通过带电荷的细胞表面吸附重金属离子，或通过摄取必要的营养元素主动吸收重金属离子，将重金属富集在细胞表面或内部；后者是通过微生物的生命活动改变重金属的形态或降低重金属的生物有效性，从而减轻重金属污染，如Cr6+转变成Cr3+而毒性降低，As、Hg、Se等还原成单质态而挥发，微生物分泌物对重金属产生钝化作用等。（2）动物修复法应用一些优选的鱼类以及其它水生动物品种在水体中吸收、富集重金属，然后把它们从水体中驱出，以达到水体重金属污染修复的目的。研究发现，一些贝类具有富集水体中重金属元素的能力，如牡蛎就有富集重金属锌和镉的能力。据报导，若以湿量计算，牡蛎对镉的富集量可以达到3-4g/kg.动物修复法需驯化出特定的水生动物，并且处理周期较长、费用高，再则后续处理费用较大，所以在实际应用中推广难度较大。（3）植物修复方法20世纪80年代前期，Chaney提出利用重金属超富集植物（hyper-accumulator）的提取作用清除土壤重金属污染这一思想后。经过人们不断地实践、总结和归纳才形成了植物修复的概念。植物修复被定义为利用自然或基因工程植物来转移环境中的重金属或使环境中的重金属无害化，是目前生物修复技术中研究最热的一类。对于铬超富集植物，到目前为止，在美国、澳大利亚、新西兰等国已发现能富集重金属的超富集植物500多种，其中有360多种是富集Ni的植物。对于铬超富集植物，得到学者们认同的有DicomaniccoliferaWild和SuterafodinaWild两种，铬最高含量分别为1500mg/kg、2400mg/kg，均高于铬超富集植物的参考值1000mg/kg.国内报道的湿生禾本科植物李氏禾也对铬具有较好的富集能力。因此，采用一些水生铬超富集植物用于铬污染水体修复是可行的。4、结论由于水体铬污染也伴随着富营养的趋势，可以通过有机物将六价铬还原成三价铬，利用底泥吸附三价铬，转入固相，降低铬的迁移，减少污染的扩散，然后，利用水生铬超富集植物从底泥中将铬提取到植物上部，人工收获转移，焚烧后用于提取重金属，循环利用。因此，利用铬超富集湿生植物对铬污染水体进行修复，是一种非常有潜力的铬污染水体修复技术。更多关于工程/服务/采购类的标书代写制作，提升中标率，您可以点击底部官网客服免费咨询：
皮革中六价铬含量的影响因素探析论文
前言
六价铬具有致癌性和致突变性，它的毒性是三价铬的100多倍，多产生于印染、皮革加工、有机合成等行业［1］。在生产过程中，如何防止六价铬的产生是当今亟待解决的一个重要问题。在制革领域，因铬鞣革具有收缩温度高、耐水洗能力强、耐贮存、柔软、丰满、弹性和延伸性好等优点，铬盐鞣革在皮革加工中占有绝对的主导地位。虽鞣革使用的是三价铬盐，但是成品革中却能检测出六价铬，有的六价铬含量甚至高达100mg/kg。鉴于六价铬的毒性，世界各国对皮革中的六价铬含量做了严格规定:一般要求残留在成革中的六价铬含量低于5mg/kg，欧盟则要求低于3mg/kg，皮革手套的限量为2mg/kg［2］。随着人们对生态环境和健康要求的不断提高，为消费者提供合格的皮革及其制品是皮革行业的必然选择。
据文献报道，皮革含有六价铬的主要原因有［3－5］:(1)使用了含六价铬或六价铬含量超标的化工材料;(2)坯革在湿态染整过程中浴液pH偏高;(3)使用的部分加脂剂或复鞣剂有助于六价铬的形成;(4)皮革受强热和光照等作用或储运过程中因环境温度、湿度等作用等，这些因素都有可能使皮革中六价铬含量超标，特别是后2种情况。面对日益严峻的形势，制革工作者多试图用植物鞣剂和抗氧化剂解决皮革六价铬含量超标的问题［6－10］。
本文就常用的复鞣剂及CR63抗氧化剂对皮革中六价铬含量的影响做了进一步考察，希望对皮革加工中六价铬含量的控制有一定的参考和指导作用。
1试验部分
主要材料和仪器
主要试验材料
二苯碳酰二肼，上海试剂三厂，丙酮、磷酸、磷酸氢二钾，成都长联化工试剂有限公司;冰乙酸、重铬酸钾，成都科龙化工试剂厂，以上均为分析纯;TergotanRACpdr复鞣剂、Synco-tanMRL复鞣剂，Clariant化料公司;SILVATEAMLEDORESINFF复鞣剂，广州市施华化工技术有限公司;荆树皮栲胶，阿根廷;栲胶BA，广西百色林化总厂;DESOTANCL复鞣剂，德赛尔化工实业有限公司;BA加脂剂，德国司马化学公司;JM加脂剂，四川达威科技股份有限公司;FATMATEWHI加脂剂，福建巴特斯化工实业有限公司，均为工业品，皮革系工艺实验室提供。
主要仪器
试验转鼓，上海华泰机床电器厂;DHG－9053A型电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司;HZS－H水浴振荡器，哈尔滨东联电子技术开发;BS110S电子天平，北京赛多利斯天平有限公司;UV－9100紫外可见分光光度计，北京瑞利分析仪器公司。
试验方法
复鞣加脂基本工艺
原料:铬鞣山羊蓝湿革，厚度～(单层)。(1)水洗回软:水200%，温度25℃，转15min。(2)中和:水150%，温度32～35℃甲酸钠1%，小苏打～，60min(要求:pH值～)水洗:水250%～300%，32～35℃，闷洗10min。(3)复鞣:水150%，温度32～35℃复鞣剂适量，转60min;排液水洗。(4)加脂:水150%，温度50～55℃加脂剂10%，转60min;甲酸1%～，20min×2(要求:pH值～)(5)抗氧化剂处理:在加脂液中进行，CR63抗氧化剂，转60min甲酸～，30min(要求:pH值～)水洗出鼓，静置过夜，干燥备用。
复鞣及干燥
将山羊蓝湿革沿背脊线对称分为8块，取其中7块称重，编号。1号坯革中和后直接用FATMATEWHI加脂剂加脂;2～7号坯革中和后分别用不同的复鞣剂复鞣，其后用FATMATEWHI加脂剂加脂。所得的每一份革样一分为二，分别经室温48h和60℃6h干至全透。所用复鞣剂的性能见表1。
抗氧化剂处理皮革
将山羊蓝湿革沿背脊线对称分为6块，分别称重，编号。1～3号中和后用氨基树脂复鞣剂(TergotanRACpdr)复鞣，1号和2号分别用FAT-MATEWHI加脂剂和BA加脂剂加脂，3号用FATMATEWHI加脂后再用抗氧化剂CR63处理;4～6号中和后先用SILVATEAMLEDORESINFF复鞣剂复鞣，4号和5号分别使用FAT-MATEWHI加脂剂和BA加脂剂加脂，6号用FATMATEWHI加脂后再用抗氧化剂CR63处理。所得革样经60℃6h干燥后，检测坯革中六价铬的含量。
六价铬含量的测定
按国际通用的IUC－18方法，用pH=±的磷酸盐缓冲溶液持续振荡3h，萃取革样中的六价铬，过滤，滤液中的六价铬在酸性条件下和二苯碳酰二肼发生显色反应，用分光光度法测定，标准曲线法定量。
2结果与讨论
复鞣剂种类对皮革中六价铬含量的影响
铬鞣坯革经不同的.复鞣剂复鞣，在相同的加脂、干燥条件下，其中六价铬的含量如表2所示。在室温自然干燥条件下，所用复鞣剂对坯革中六价铬的形成都具有一定的抑制作用，尤其是含有酚羟基的复鞣剂其作用更强。如经聚氨酯DESOTANCL和改性栲胶BA复鞣后，革样中的六价铬含量都降低了40%以上。因为这些复鞣剂能与革内的Cr3+形成较稳定的结构，使Cr3+难以被氧化成Cr6+。表2结果还显示，复鞣剂抑制革内Cr6+形成的能力与其分子组成和结构密切相关，尤其是在较高温度下。像氨基树脂、马来酸酐这类复鞣剂在室温下对Cr6+形成有一定的抑制作用，但在60℃以上的干燥条件下，几乎不具有任何抑制作用。而聚氨酯复鞣剂DESOTANCL、酚醛树脂SyncotanMRL、荆树皮栲胶和改性栲胶BA仍然具有较好的抑制作用，尤其改性栲胶BA的抑制效果最好。
栲胶对皮革六价铬含量的影响
蓝湿革用荆树皮栲胶和改性栲胶BA复鞣后，用JM加脂剂加脂，所得革样经60℃6h或80℃10h干燥后，坯革中六价铬的含量如图1所示。与空白样相比(只用JM加脂剂处理的革样)，使用栲胶复鞣剂能抑制革中六价铬的形成，既或是在80℃高温下干燥，栲胶仍有非常好的抑制效果。使用荆树皮栲胶复鞣，革中六价铬的含量降低了，使用改性栲胶BA复鞣降低了。这是因为栲胶中存在多酚羟基，革中的酚羟基可以通过捕获氧化物自由基，抑制不饱和双键的氧化作用，从而阻止脂类自由基的链式反应，抑制过氧化物自由基的进一步形成，防止了成革中六价铬的形成，与俞从正等人的研究结果一致［8］。使用改性栲胶BA复鞣的革，其六价铬含量比使用荆树皮栲胶复鞣革的更低。这可能是由于栲胶BA经过改性，分子更小，渗透性能及与铬的结合性能更好。尽管栲胶对皮革中六价铬的形成有很好的抑制作用，但由于栲胶的颜色较深、分子较大，在生产实践中，其应用受到成革风格和颜色等限制。
抗氧化剂对皮革中六价铬形成的预防作用
考虑到栲胶运用的局限性，作者就生产实践中应用较多的氨基树脂(TergotanRACpdr)和SILVATEAMLEDORESINFF复鞣剂，与抗氧化剂或与分子中不含不饱和双键的加脂剂搭配使用，探索抑制皮革中六价铬形成的另一途径。如图2所示，经Terg-otanRACpdr和SILVATEAMLE-DORESINFF复鞣的革样，经WHI加脂剂及CR63抗氧化剂处理后，革样中六价铬含量明显降低，其含量几乎都在3mg/kg以下，表明CR63抗氧化剂对皮革中六价铬的产生具有较好的抑制作用。
作者曾考察了加脂剂对皮革中六价铬含量的影响。结果发现:BA加脂剂不但有良好的加脂效果，而且对坯革中六价铬的形成也有很好的抑制作用。如图2所见，经TergotanRACpdr和SILVATEAMLEDORESINFF复鞣的革样，经BA加脂剂加脂后，革样中六价铬含量显著降低，其六价铬含量也都在3mg/kg以下，表明BA加脂剂对皮革中六价铬的形成亦有良好的抑制效果。
试验结果表明:虽然使用TergotanRAC、LEDORESINFF和WHI进行复鞣、加脂，有利于成革中六价铬的形成，使其六价铬的含量仍高于规定标准，如若配合使用CR63抗氧化剂或使用BA加脂剂进行加脂，便可使成革六价铬含量降低到规定指标。当然，从2组数据可见，CR63有较好的抑制皮革中六价铬生成的作用，但其抑制作用因使用不同的复鞣剂而异。如果不使用抗氧化剂，选择合适的加脂剂，也能有效地控制皮革中六价铬的含量。
3结论
(1)栲胶和CR63抗氧化剂对皮革中六价铬的产生具有较好的抑制作用。
(2)CR63抗氧化剂在不同的复鞣加脂条件下，对皮革中六价铬产生的抑制效果不同，使用时应综合考虑所用的复鞣剂和加脂剂类型。
(3)在不使用植物鞣剂和抗氧化剂的情况下，注意复鞣剂和加脂剂的搭配，也能较好地控制皮革中六价铬的产生。
酸性玻璃胶相宜作密封、堵塞防漏及防风雨用途，室阁房外两者咸宜(室内结果更佳)，防渗防漏结果明显。粘接汽车的种种内部装饰，包罗：金属、织物和有机织物及塑料。接合加热和制冷设置装备部署上的垫片。在金属外貌加装无螺孔的筋条、铭牌以及漆加塑料质料。对烘箱门上的窗口、气体用具上的烟道、管道讨论、通道门举行封口。为齿轮箱、压缩机、泵提供即时成形的防漏垫。对船仓以及窗口密封。拖车、卡车驾驶室玻璃窗的密封。粘合和密封设置装备部署部件。形成防磨涂层。镶嵌和添补薄金属片迭层、道管网络和设置装备部署机壳。中性耐候胶实用于种种幕墙耐候密封，分外保举用于玻璃幕墙、铝塑板幕墙、石本领挂的耐候密封;金属、玻璃、铝材、瓷砖、有机玻璃、镀膜玻璃间的接缝密封;混凝土、水泥、砖石、岩石、大理石、钢材、木料、阳极处置处罚铝材及涂漆铝材外貌的接缝密封。大多数环境下都无需利用底漆。 酸性玻璃胶 1、脱酸性硅酮玻璃胶就是酸性玻璃胶，酸性玻璃胶在固化的过程中吸收空气中的水分释放乙酸气体; 2、酸性玻璃胶固化速度快，对金属等有一定的腐蚀性。中性玻璃胶 1、脱醇性硅酮玻璃胶就是中性玻璃胶，中性玻璃胶在固化的过程中吸收空气中的水分释放乙醇气体: 2、中性玻璃胶固化速度较慢，对粘接面有很强的粘接性，但延展性较弱。以上就是酸性玻璃胶和中性玻璃胶的区别，希望大家不要再用错了。
这要看你做什么用，酸性的密封胶一般都有腐蚀性，适用于玻璃和其它建筑材料之间的一般性粘接（如铝合金门窗）。中性的又分为醇型和酮圬型，醇型属于环保型的，目前国内的做得不是很好，所以应用不是很广。国内现在所说的中性一般都是酮圬型的，这种胶具有耐候性，既可以作为粘结，也可作为填充。中性胶还克服了酸性胶腐蚀金属材料和与碱性材料发生反应的特点，因此适用范围更广。中性胶主要用于玻璃幕墙、铝塑板幕墙、石材干挂的耐候密封；金属、玻璃、铝材、瓷砖、有机玻璃、镀膜玻璃间的接缝密封；混凝土、水泥、砖石、岩石、大理石、钢材、木材、阳极处理铝材及涂漆铝材表面的接缝密封。
区别在于用途不同 ，性质不同 ，固化速度不同 ，美观程度不同， 从用途上来看，前者可以作为室内外密封、堵漏、防风雨时使用，但室内防渗防漏效果更理想一些。后者可以作为各种幕墙密封时使用，尤其是玻璃幕墙、石材干挂密封，效果更好。 除此之外，也可以使用在金属、玻璃、铝材、瓷砖、农业生产的玻璃、镀膜玻璃间的接缝密封当中。
可以在不同的场合进行使用，比如说在粘合石头的时候可以使用中性，在粘合玻璃的时候可以使用酸性。质量不一样，区别不一样，酸碱程度不一样，价格不一样。过程不一样。
高性能切削刀具的涂层专家——袁家栋革命性的切削刀片涂层新工艺陶瓷粉末涂层硬质合金刀具的切削性能铬基涂层的状况车削钢件用涂层刀具材料GC4225超硬刀具及其在硬车削加工中的应用美国超晶集团纳米涂层技术精加工高硬度钢用C 刀具材料硬质合金涂层刀具的发展物理气相沉积（PVD）制备氧化铝涂层消除应力：优化精心设计的涂层功能涂层技术的创新——用PVD工艺涂覆氧化铝涂层涂层技术的创新——用PVD工艺涂覆Al2O3涂层涂层可提高切削参数涂层刀具及其合理使用氮化碳超硬涂层技术的应用氮化碳刀具在硬质面加工中的应用正确选择刀具涂层非常重要新牌号GC4220挑战铣削的极限新型纳米涂层及其设备新型涂层硬质合金材料的性能特点新型涂层技术的开发与应用新型TiAlN 涂层铣刀的高速切削性能数控机床刀具的重磨与再涂层提高铸铁车削加工效率与稳定性性能优异的切削刀具材料——金属陶瓷开发纳米涂层刀具，降低加工成本多涂层CP3型硬质合金抗弯强度及其分散性的研究国内外切削刀具涂层技术发展综述刀具的重磨与再涂层刀具涂技术的新进展刀具涂层的表面光滑技术刀具涂层材料进入多元涂层时代刀具涂层技术的现状及其发展趋势刀具涂层技术现状及其展望先进的刀具涂层技术先进刀具设计技术：刀具结构、刀具材料与涂层技术先进刀具涂层技术及种类二硫化钼 “ 软”涂层刀具的研究进展及应用中英合资浙江汇锦梯尔镀层科技有限公司丝锥——高速、高强度、非切削孔加工不断改进的铝—钛—氮刀具涂层TITEX“伊诺克斯”含钴高速钢钻头技术特性TiN涂层高速钢刀具耐热性的研究TiN涂层高速钢刀具的磨损特性及磨损规律TiN涂层陶瓷刀具膜—基界面应力的试验研究Ni基、Ni-W基涂层刀片加工高强度钢的切削性能研究NGH纳米梯度超硬镀层技术C 涂层及其在刀具上的应用
相关范文：超硬材料薄膜涂层研究进展及应用摘要：CVD和PVD TiN，TiC，TiCN，TiAlN等硬质薄膜涂层材料已经在工具、模具、装饰等行业得到日益广泛的应用，但仍然不能满足许多难加工材料，如高硅铝合金，各种有色金属及其合金，工程塑料，非金属材料，陶瓷，复合材料(特别是金属基和陶瓷基复合材料)等加工要求。正是这种客观需求导致了诸如金刚石膜、立方氮化硼(c-BN)和碳氮膜(CNx)以及纳米复合膜等新型超硬薄膜材料的研究进展。本文对这些超硬材料薄膜的研究现状及工业化应用前景进行了简要的介绍和评述。关键词：超硬材料薄膜；研究进展；工业化应用1 超硬薄膜超硬薄膜是指维氏硬度在40GPa以上的硬质薄膜。不久以前还只有金刚石膜和立方氮化硼(c-BN)薄膜能够达到这个标准，前者的硬度为50-100GPa(与晶体取向有关)，后者的硬度为50～80GPa。类金刚石膜(DLC)的硬度范围视制备方法和工艺不同可在10GPa～60GPa的宽广范围内变动。因此一些硬度很高的类金刚石膜(如采用真空磁过滤电弧离子镀技术制备的类金刚石膜(也叫Ta：C))也可归人超硬薄膜行列。近年来出现的碳氮膜(CNx)虽然没有像Cohen等预测的晶态β-C3N4那样超过金刚石的硬度，但已有的研究结果表明其硬度可达10GPa～50GPa，因此也归人超硬薄膜一类。上述几种超硬薄膜材料具有一个相同的特征，他们的禁带宽度都很大，都具有优秀的半导体性质，因此也叫做宽禁带半导体薄膜。SiC和GaN薄膜也是优秀的宽禁带半导体材料，但它们的硬度都低于40GPa，因此不属于超硬薄膜。最近出现的一类超硬薄膜材料与上述宽禁带半导体薄膜完全不同，他们是由纳米厚度的普通的硬质薄膜组成的多层膜材料。尽管每一层薄膜的硬度都没有达到超硬的标准，但由它们组成的纳米复合多层膜却显示了超硬的特性。此外，由纳米晶粒复合的TiN／SiNx薄膜的硬度竟然高达105GPa，创纪录地达到了金刚石的硬度。本文将就上述几种超硬薄膜材料一一进行简略介绍，并对其工业化应用前景进行评述。2 金刚石膜2．1金刚石膜的性质金刚石膜从20世纪80年代初开始，一直受到世界各国的广泛重视，并曾于20世纪80年代中叶至90年代末形成了一个全球范围的研究热潮(Diamond fever)。这是因为金刚石除具有无与伦比的高硬度和高弹性模量之外，还具有极其优异的电学(电子学)、光学、热学、声学、电化学性能(见表1)和极佳的化学稳定性。大颗粒天然金刚石单晶(钻石)在自然界中十分稀少，价格极其昂贵。而采用高温高压方法人工合成的工业金刚石大都是粒度较小的粉末状的产品，只能用作磨料和工具(包括金刚石烧结体和聚晶金刚石(PCD)制品)。而采用化学气相沉积(CVD)方法制备的金刚石膜则提供了利用金刚石所有优异物理化学性能的可能性。经过20余年的努力，化学气相沉积金刚石膜已经在几乎所有的物理化学性质方面和最高质量的IIa型天然金刚石晶体(宝石级)相比美(见表1)。化学气相沉积金刚石膜的研究已经进人工业化应用阶段。表 1 金刚石膜的性质Table 1 Properties of chamond filmCVD 金刚石膜天然金刚石点阵常数 (Å)密度 (g/cm3)比热 Cp(J/mol,(at 300K))弹性模量 (GPa)910-12501220*硬度 (GPa)50-10057-100*纵波声速 (m/s)18200摩擦系数热膨胀系数 (×10 -6 ℃ -1)***热导率 (W/)2122*禁带宽度 (eV)电阻率 (Ω.cm)1012-10161016饱和电子速度 (×107cms-1)*载流子迁移率 (cm2/Vs)电子1350-15002200**空隙4801600*击穿场强 (×105V/cm)100介电常数光学吸收边 (□ m)折射率 ( □ m)光学透过范围从紫外直至远红外 ( 雷达波 )从紫外直至远红外 ( 雷达波 )微波介电损耗 (tan □)＜ 注:*在所有已知物质中占第一,**在所有物质中占第二,***与茵瓦(Invar)合金相当。2．2金刚石膜的制备方法化学气相沉积金刚石所依据的化学反应基于碳氢化合物(如甲烷)的裂解，如：热高温、等离子体CH4(g)一C(diamond)+2H2(g) (1)实际的沉积过程非常复杂，至今尚未完全明了。但金刚石膜沉积至少需要两个必要的条件：(1)含碳气源的活化；(2)在沉积气氛中存在足够数量的原子氢。除甲烷外，还可采用大量其它含碳物质作为沉积金刚石膜的前驱体，如脂肪族和芳香族碳氢化合物，乙醇，酮，以及固态聚合物(如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯)，以及卤素等等。常用的沉积方法有四种：(1)热丝CVD；(2)微波等离子体CVD；(3)直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)；(4)燃烧火焰沉积。在这几种沉积方法中，改进的热丝CVD(EACVD)设备和工艺比较简单，稳定性较好，易于放大，比较适合于金刚石自支撑膜的工业化生产。但由于易受灯丝污染和气体活化温度较低的原因，不适合于极高质量金刚石膜(如光学级金刚石膜)的制备。微波等离子体CVD是一种无电极放电的等离子体增强化学气相沉积工艺，等离子体与沉积腔体没有接触，放电非常稳定，因此特别适合于高质量金刚石薄膜(涂层)的制备。微波等离子体CVD的缺点是沉积速率较低，设备昂贵，制备成本较高。采用高功率微波等离子体CVD系统(目前国外设备最高功率为75千瓦，国内为5千瓦)，也可实现金刚石膜大面积、高质量、高速沉积。但高功率设备价格极其昂贵(超过100万美元)，即使在国外愿意出此天价购买这种设备的人也不多。直流电弧等离子体喷射(DC Arc P1asma Jet)是一种金刚石膜高速沉积方法。由于电弧等离子体能够达到非常高的温度(4000K-6000K)。因此可提供比其它任何沉积方法都要高的原子氢浓度，使其成为一种金刚石膜高质量高速沉积工艺。特殊设计的高功率JET可以实现大面积极高质量(光学级)金刚石自支撑膜的高速沉积。我国在863计划"75”和"95”重大关键技术项目的支持下已经建立具有我国特色和独立知识产权的高功率De Are Plasma Jet金刚石膜沉积系统，并于1997年底在大面积光学级金刚石膜的制备技术方面取得了突破性进展。目前已接近国外先进水平。2．3金刚石膜研究现状和工业化应用20余年来，CVD金刚石膜研究已经取得了非常大的进展。金刚石膜的内在质量已经全面达到最高质量的天然IIa型金刚石单晶的水平(见表1)。在金刚石膜工具应用和热学应用(热沉)方面已经实现了，产业化，一些新型的金刚石膜高技术企业已经在国内外开始出现。光学(主要是军事光学)应用已经接近产业化应用水平。金刚石膜场发射和真空微电子器件、声表面波器件(SAW)、抗辐射电子器件(如SOD器件)、一些基于金刚石膜的探侧器和传感器和金刚石膜的电化学应用等已经接近实用化。由于大面积单晶异质外延一直没有取得实质性进展，n一型掺杂也依然不够理想，金刚石膜的高温半导体器件的研发受到严重障碍。但是，近年来采用大尺寸高温高压合成金刚石单晶衬底的金刚石同质外延技术取得了显著进展，已经达到了研制芯片级尺寸衬底的要求。金刚石高温半导体芯片即将问世。鉴于篇幅限制，及本文关于超硬薄膜介绍的宗旨，下面将仅对金刚石膜的工具(摩擦磨损)应用进行简要介绍。2．4金刚石膜工具和摩擦磨损应用金刚石膜所具有的最高硬度、最高热导率、极低摩擦系数、很高的机械强度和良好化学稳定性的异性能组合(见表1)使其成为最理想的工具和工具涂层材料。金刚石膜工具可分为金刚石厚膜工具和金刚石薄膜涂层工具。2．4．1金刚石厚膜工具金刚石厚膜工具采用无衬底金刚石白支撑膜(厚度一般为0．5mm～2mm)作为原材料。目前已经上市的产品有：金刚石厚膜焊接工具、金刚石膜拉丝模芯、金刚石膜砂轮修整条、高精度金刚石膜轴承支架等等。金刚石厚膜焊接工具的制作工艺为：金刚石自支撑膜沉积→激光切割→真空钎焊→高频焊接→精整。金刚石厚膜钎焊工具的使用性能远远优于PCD，可用于各种难加工材料，包括高硅铝合金和各种有色金属及合金、复合材料、陶瓷、工程塑料、玻璃和其它非金属材料等的高效、精密加工。采用金刚石厚膜工具车削加工的高硅铝合金表面光洁度可达V12以上，可代替昂贵的天然金刚石刀具进行“镜面加工"。金刚石膜拉丝模芯可用于拉制各种有色金属和不锈钢丝，由于金刚石膜是准各向同性的，因此在拉丝时模孔的磨损基本上是均匀的，不像天然金刚石拉丝模芯那样模孔的形状会由于非均匀磨损(各向异性所致)而发生畸变。金刚石膜修整条则广泛用于机械制造行业，用作精密磨削砂轮的修整，代替价格昂贵的天然金刚石修整条。这些产品已经在国内外市场上出现，但目前的规模还不大。其原因是：(1)还没有为广大用户所熟悉、了解；(2)面临其它产品(主要是PCD)的竞争；(3)虽然比天然金刚石产品便宜，但成本(包括金刚石自支撑膜的制备和加工成本)仍然较高，在和PCD竞争时的优势受到一定的限制。高热导率(≥10W／em．K)金刚石自支撑膜可作为诸如高功率激光二极管阵列、高功率微波器件、MCMs(多芯片三维集成)技术的散热片(热沉)和功率半导体器件(Power ICs)的封装。在国外已有一定市场规模。在国内，南京天地集团公司和北京人工晶体研究所合作在1997年前后率先成立了北京天地金刚石公司，生产和销售金刚石膜拉丝模芯、金刚石膜修整条和金刚石厚膜焊接工具及其它一些金刚石膜产品。该公司大约在2000年左右渡过了盈亏平衡点，但目前的规模仍然不很大。国内其它一些单位，如北京科技大学、河北省科学院(北京科技大学的合作者)、吉林大学、核工业部九院、浙江大学、湖南大学等都具有生产金刚石厚膜工具产品的能力，其中有些单位正在国内市场上小批量销售其产品。2．4．2金刚石薄膜涂层工具金刚石薄膜涂层工具一般采用硬质合金工具作为衬底，金刚石膜涂层的厚度一般小于30lxm。金刚石薄膜涂层硬质合金工具的加工材料范围和金刚石厚膜工具完全相同，在切削高硅铝合金时一般均比未涂层硬质合金工具寿命提高lO～20倍左右。在切削复合材料等极难加工材料时寿命提高幅度更大。金刚石薄膜涂层工具的性能与PCD相当或略高于PCD，但制备成本比PCD低得多，且金刚石薄膜可以在几乎任意形状的工具衬底上沉积，PCD则只能制作简单形状的工具。金刚石薄膜涂层工具的另一大优点是可以大批量生产，因此成本很低，具有非常好的市场竞争能力。金刚石薄膜涂层硬质合金工具研发的一大技术障碍是金刚石膜与硬质合金的结合力太差。这主要是由于作为硬质合金粘接剂的Co所引起。碳在Co中有很高的溶解度，因此金刚石在Co上形核孕育期很长，同时Co对于石墨的形成有明显的促进作用，因此金刚石是在表面上形成的石墨层上面形核和生长，导致金刚石膜和硬质合金衬底的结合力极差。在20世纪80年代和90年代无数研究者曾为此尝试了几乎一切可以想到的办法，今天，金刚石膜与硬质合金工具衬底结合力差的问题已经基本解决。尽管仍有继续提高的余地，但已经可以满足工业化应用的要求。在20世纪后期，国外出现了可以用于金刚石薄膜涂层工具大批量工业化生产的设备，一次可以沉积数百只硬质合金钻头或刀片，拉开了金刚石薄膜涂层工具产业化的序幕。一些专门从事金刚石膜涂层工具生产的公司在国外相继出现。目前，金刚石薄膜涂层工具主要上市产品包括：金刚石膜涂层硬质合金车刀、铣刀、麻花钻头、端铣刀等等。从目前国外市场的销售情况来看，销售量最大的是端铣刀、钻头和铣刀。大量用于加工复合材料和汽车工业中广泛应用的大型石墨模具，以及其它难加工材料的加工。可转位金刚石膜涂层车刀的销售情况目前并不理想。这是因为可转位金刚石膜涂层刀片的市场主要是现代化汽车工业的数控加工中心，用于高硅铝合金活塞和轮毂等的自动化加工。这些全自动化的数控加工中心对刀具性能重复性的要求十分严格，目前的金刚石膜涂层工具暂时还不能满足要求，需要进一步解决产品检验和生产过程质量监控的技术。目前国外金刚石膜涂层工具市场规模大约在数亿美元左右，仅仅一家只有20多人的小公司(美国SP3公司)，去年的销售额就达2千多万美元。国内目前尚无金刚石膜涂层产品上市。国内不少单位，如北京科技大学、上海交大、广东有色院、胜利油田东营迪孚公司、吉林大学、北京天地金刚石公司等都在进行金刚石膜涂层硬质合金工具的研发，目前已在金刚石膜的结合力方面取得实质性进展。北京科技大学采用渗硼预处理工艺(已申请专利)成功地解决了金刚石膜的结合力问题，所研制的金刚石膜涂层车刀和铣刀在加工Si-12％AI合金时寿命可稳定提高20-30倍。并已成功研发出“强电流直流扩展电弧等离子体CVD"金刚石膜涂层设备(已申请专利)。该设备将通常金刚石膜沉积设备的平面沉积方式改为立体(空间)沉积，沉积空间区域很大，可容许金刚石膜涂层工具的工业化生产。该设备可保证在工具轴向提供很大的金刚石膜均匀沉积范围，因此特别适合于麻花钻头、端铣刀之类细长且形状复杂工具的沉积。目前已经解决这类工具金刚石膜沉积技术问题，所制备的金刚石膜涂层硬质合金钻头在加工碳化硅增强铝金属基复合材料时寿命提高20倍以上。目前能够制备的金刚石膜涂层硬质合金钻头最小直径为lmin。目前正在和国内知名设备制造厂商(北京长城钛金公司)合作研发工业化商品设备，生产能力为每次沉积硬质合金钻头(或刀片)300只以上，预计年内可投放国内外市场。3 类金刚石膜(DLC)类金刚石膜(DLC)是一大类在性质上和金刚石类似，具有8p2和sp3杂化的碳原子空间网络结构的非晶碳膜。依据制备方法和工艺的不同，DLC的性质可以在非常大的范围内变化，既有可能非常类似于金刚石，也有可能非常类似于石墨。其硬度、弹性模量、带隙宽度、光学透过特性、电阻率等等都可以依据需要进行“剪裁”。这一特性使DLC深受研究者和应用部门的欢迎。DLC的制备方法很多，采用射频CVD、磁控溅射、激光淀积(PLD)、离子束溅射、真空磁过滤电弧离子镀、微波等离子体CVD、ECR(电子回旋共振)CVD等等都可以制备DLC。DLC的类型也很多，通常意义上的DLC含有大量的氢，因此也叫a：C—H。但也可制备基本上不含氢的DLC，叫做a：c。采用高能激光束烧蚀石墨靶的方法获得的DLC具有很高的sp3含量，具有很高的硬度和较大的带隙宽度，曾被称为“非晶金刚石”(Amorphorie Diamond)膜。采用真空磁过滤电弧离子镀方法制备的DLC中sp3含量也很高，叫做Ta：C(Tetragonally Bonded Amorphous Carbon)。DLC具有类似于金刚石的高硬度(10GPa-50GPa)、低摩擦系数(0．1一0．3)、可调的带隙宽度(1_2eV～3eV)、可调的电阻率和折射率、良好光学透过性(在厚度很小的情况下)、良好的化学惰性和生物相容性。且沉积温度很低(可在室温沉积)，可在许多金刚石膜难以沉积的衬底材料(包括钢铁)上沉积。因此应用范围相当广泛。典型的应用包括：高速钢、硬质合金等工具的硬质涂层、硬磁盘保护膜、磁头保护膜、高速精密零部件耐磨减摩涂层、红外光学元器件(透镜和窗口)的抗划伤、耐磨损保护膜、Ge透镜和窗口的增透膜、眼镜和手表表壳的抗擦伤、耐磨掼保护膜、人体植入材料的保护膜等等。DLC在技术上已经成熟，在国外已经达到半工业化水平，形成具有一定规模的产业。深圳雷地公司在DLC的产业化应用方面走在国内前列。不少单位，如北京师范大学、中科院上海冶金所、北京科技大学、清华大学、广州有色院、四川大学等都正在进行或曾经进行过DLC的研究和应用开发工作。DLC的主要缺点是：(1)内应力很大，因此厚度受到限制，一般只能达到lum～21um以下；(2)热稳定性较差，含氢的a：C-H薄膜中的氢在400℃左右就会逐渐逸出，sp2成分增加，sp3成分降低，在大约500℃以上就会转变为石墨。5 碳氮膜自从Cohen等人在20世纪90年代初预言在C-N体系中可能存在硬度可能超过金刚石的β-C>3N4相以后，立即就在全球范围内掀起了一股合成β-C3N4的研究狂潮。国内外的研究者争先恐后，企图第一个合成出纯相的β-C3N4晶体或晶态薄膜。但是，经过了十余年的努力，至今并无任何人达到上述目标。在绝大多数情况下，得到的都是一种非晶态的CNx薄膜，膜中N／C比与薄膜制备的方法和具体工艺有关。尽管没有得到Cohen等人所预测超过金刚石硬度的β-C3N4晶体，但已有的研究表明CNx薄膜的硬度可达15GPa-50GPa，可与DLC相比拟。同时CNx薄膜具有十分奇特的摩擦磨损特性。在空气中，cNx薄膜的摩擦因数为，但在N2，CO2和真空中的摩擦因数为。在N2气氛中的摩擦因数最小，为O．01，即使在大气环境中向实验区域吹氮气，也可将摩擦因数降至。因此，CNx薄膜有望在摩擦磨损领域获得实际应用。除此之外。CNx薄膜在光学、热学和电子学方面也可能有很好的应用前景。采用反应磁控溅射、离子束淀积、双离子束溅射、激光束淀积(PLD)、等离子体辅助CVD和离子注人等方法都可以制备出CNx薄膜。在绝大多数情况下，所制备薄膜都是非晶态的，N／C比最大为45％，也即CNx总是富碳的。与C-BN的情况类似，CNx薄膜的制备需要离子的轰击，薄膜中存在很大的内应力，需要进一步降低薄膜内应力，提高薄膜的结合力才能获得实际应用。至于是否真正能够获得硬度超过金刚石的B-C3N4，现在还不能作任何结论。6 纳米复合膜和纳米复合多层膜以纳米厚度薄膜交替沉积获得的纳米复合膜的硬度与每层薄膜的厚度(调制周期)有关，有可能高于每一种组成薄膜的硬度。例如，TiN的硬度为2l GPa，NbN的硬度仅为14GPa，但TiN／NbN纳米复合多层膜的硬度却为5lGPa。而TiYN／VN纳米复合多层膜的硬度竞高达78GPa，接近了金刚石的硬度。最近，纳米晶粒复合的TiN／SiNx薄膜材料的硬度达到了创记录的105GPa，可以说完全达到了金刚石的硬度。这一令人惊异的结果曾经过同一研究组的不同研究者和不同研究组的反复重复验证，证明无误。这可能是第一次获得硬度可与金刚石相比拟的超硬薄膜材料。其意义是显而易见的。关于为何能够获得金刚石硬度的解释并无完全令人信服的定论。有人认为在纳米多层复合膜的情况下，纳米多层膜的界面有效地阻止了位错的滑移，使裂纹难以扩展，从而引起硬度的反常升高。而在纳米晶粒复合膜的情况下则可能是在TiN薄膜的纳米晶粒晶界和高度弥散分布的纳米共格SiNx粒子周围的应变场所引起的强化效应导致硬度的急剧升高。无论上述的理论解释是否完全合理，这种纳米复合多层膜和纳米晶粒复合膜应用前景是十分明朗的。纳米复合多层膜不仅硬度很高，摩擦系数也较小，因此是理想的工具(模具)涂层材料。它们的出现向金刚石作为最硬的材料的地位提出了严峻的挑战。同时在经济性上也有十分明显的优势，因此具有非常好的市场前景。但是，由于还有一些技术问题没有得到解决，目前暂时还未在工业上得到广泛应用。可以想见随着技术上的进一步成熟，这类材料可能迅速获得工业化应用。虽然钠米多层膜和钠米晶粒复合膜已经对金刚石硬度最高的地位提出了严峻的挑战，但就我所见，我认为它们不可能完全代替金刚石。金刚石膜是一种用途十分广泛的多功能材料，应用并不局限于超硬材料。且金刚石膜可以做成厚度很大(超过2mm)的自支撑膜，对于纳米复合多层膜和纳米复合膜来说，是无论如何也不可能的。仅供参考，请自借鉴希望对您有帮助
涂层刀具已成为现代切削刀具的标志，在刀具中的使用比例已超过50%。切削加工中使用的各种刀具，包括车刀、镗刀、钻头、铰刀、拉刀、丝锥、螺纹梳刀、滚压头、铣刀、成形刀具、齿轮滚刀和插齿刀等都可采用涂层工艺来提高它们的使用性能。 Ti-Al-X-N新型涂层技术是利用气相沉积方法在高强度工具基体表面涂覆几微米高硬度、高耐磨性难熔Ti-Al-X-N涂层，从而达到减少刀具磨损，延长寿命，提高切削速度的目的。它是高档数控机床与基础制造装备国家重大专项课题取得的重要成果。