對化學材料表面處理技術的研究

朱紅光

摘 要：化學材料表面處理技術主要是對物體表面的化學性質進行轉變，以使其達到某種特殊市場需求。該技術隨著市場需求以及工業技術的不斷提高，得到了一定的發展，為了解目前化學材料表面處理技術現狀，筆者嘗試對金剛石薄膜涂層技術、激光表面處理技術、熱噴涂技術、化學鍍技術、電鍍法技術、表面擴散滲透技術進行了總結，并針對問題提出了一定建議。

關鍵詞：化學材料；表面處理；應用

1 前言

化學材料表面處理不僅是化學學科的重要研究領域，而且是表面工程學的重要學科組成部分，這項技術目前在化學工業等重要領域都得到了廣泛應用。這項技術主要特點就是涵蓋的門類多，如有機化學、無機化學、表面物理、等離子物理等等，并且通過對化學材料的物理、化學處理，改進化學材料的組成與結構，以使材料能夠適應現代工作中耐腐蝕、耐高溫、抗磨損等的特殊材料需求，提高材料的使用效能。目前隨著工業技術的不斷發展，對化學材料的特殊需求標準變得更高，為了適應這一市場需求，化學材料表面處理技術得到了進一步發展。總結目前的化學材料處理技術，并闡述不同技術的特點，對今后有效應用化學處理技術以及推進化學材料處理技術發展具有一定意義，因此筆者嘗試對化學材料表面處理技術做以總結研究。

2 化學材料表面處理技術

2.1 金剛石薄膜涂層技術

金剛石薄膜涂層技術是化學材料表面處理的重要應用技術之一。該技術的特點是利用金剛石的高硬度，使之涂在需要高強度的材料表面，如刀具等，這樣被涂后的材料就能進行一些特殊的工作。其主要實施流程是通過金剛石薄膜或者類金剛石薄膜，通過化學技術處理使其產生離子狀態的碳，然后將離子態涂在需要改進的工具上，使離子態晶體化，這樣就能夠使金剛石薄膜或類金剛石薄膜涂在工具上。我國在這方面基礎應用比較多，但是專業研究仍然存在不足，成果專業率不高，因此，為提升我國金剛石薄膜技術的應用水平，需要在科研與應用方面多下功夫。

2.2 激光表面處理技術

激光表面處理技術起步比較晚，但發展十分迅速，應用領域不斷拓展。該技術應用的流程是利用大功率激光束，對材料表面進行加熱精細化處理，使材料物理性能和化學性能有一定提升，進而能夠達到使用要求。目前該技術最大的特點就是精確、省時、節約。通過激光進行熱處理范圍更加精確，處理更加精密，能夠有效改變物體表面結構，提高物品表面功能屬性；激光表面處理更加快速，短時間就能夠完成，能夠節約改造時間；激光表面處理技術能夠有效節約需處理物品，不影響使用效果。目前，隨著市場需求不斷提高，激光表面處理技術出現了激光硬化、合金化、熔技術等，技術呈現多元性。同時應用也由簡單物品向精密復雜物品應用轉移，應用領域越來越廣。

2.3 熱噴涂技術

熱噴涂技術應用時間比較長，技術相對比較成熟。該技術的特點是將涂料加熱軟化，再將其噴涂在需要進行處理的化學材料表面上，然后通過涂料與被涂材料的化學反應，形成特殊的表面涂層。該技術應用領域呈現多元性，已從最初的改變材料使用特性，向修補物品等領域不斷拓展。目前，該技術應用比較多的有2種：一是火噴涂技術，該技術主要是通過氧氣燃燒使材料利用氣流附著在需要被處理的物品表面，形成特殊的化學材料涂層。二是電弧噴涂技術，該技術目前主要由普通噴涂、高速噴涂以及等離子噴涂3個方面技術組成，其中普通噴涂主要是利用金屬絲加熱形成高速氣流，將材料噴涂在被處理材料表面；高速噴涂就是利用特殊工具加速噴涂速度，使涂料更加均勻，增加噴涂效果；等離子噴涂是利用等離子熱源進行噴涂，噴涂效果比較好。隨著工業技術的發展，目前熱噴涂技術也在根據需要不斷向精細化、專業化方向發展。

2.4 化學鍍技術與電鍍法技術

化學鍍技術在化學材料處理方面應用比較普遍，該技術最大的特點就是利用化學反應為材料進行鍍層，而不是通過電流的方式進行鍍層。該技術的流程是根據材料需求，準備好針對性的化學液體，將需要鍍層的材料放置在化學液體中留置，此時化學液體與材料發生化學反應，進行材料涂層。由于該技術不適用電流，而是通過技術手段控制鍍層的厚度，因此得到特定標準的鍍層相對比較簡單，操作也比較簡便，因此目前許多特殊耐磨材料的處理多是通過化學鍍技術來處理。電鍍法技術目前在工業領域應用十分普遍，該技術主要是通過電流的方式使某種物質鍍在物品上，使之具有某種特殊屬性。該技術應用有一定的局限性，即物品本身必須是平整的，且需要經過除銹工作，這樣電鍍技術才能使物品鍍層更加均勻，更加耐使用。

2.5 表面擴散滲透技術

表面擴散滲透技術主要方法是將需處理物品放在準備好的液體中，使液體中的各類成分如金屬、非金屬等與物品進行充分滲透擴散，使滲透物與物品本身能夠更加深入的結合，不會產生隔層，從而形成物品的新特征，以滿足化學物理需要。該技術的主要優勢在于滲透物與物品之間能夠充分滲透擴散，形成的材料表面沒有明晰的分層，在高強度、耐腐蝕等特殊要求下不會因為出現分層現象而降低物品的使用性。目前該技術滲透擴散的物質主要有兩類：滲碳技術和滲氮技術。兩者都是將物品放在介質中進行滲透擴散，以使物品硬度、耐磨度提升。

3 結語

目前，國內化學材料表面處理技術基礎應用領域相對比較多，但科研、創新以及應用方面仍然比較薄弱，隨著工業科技的發展，以及市場化需求標準的不斷提高，現階段的化學材料表面處理技術必然不能滿足市場需求，因此需要我們提前謀劃，盡早重視，尤其是針對目前市場發展前沿的需求，要針對化學材料表面處理技術進行針對性的研究，并通過實踐來促進技術的多元發展和創新應用，以便為滿足市場需求夯實技術儲備。

參考文獻

[1]陶巖，王輝，邸明偉.水環境下等離子體處理聚乙烯木塑復合材料表面性質的演變[J].材料工程，2012，（10）：94-98.

[2]馮威，劉穎，連利仙，等.多孔鈀塊體材料的制備及其表面處理[J].稀有金屬材料與工程，2013，42（5）：1071-1074.

[3]李麗波，王路，王珩，等.玻璃纖維表面化學鍍[J].稀有金屬材料與工程，2010，39（A01）：20-23.

（作者單位：長春市城建工程學校）