淺談化學(xué)材料的表面處理

摘 要：化學(xué)表面處理的技術(shù)要通過一些特殊的技術(shù)手段，對于現(xiàn)有的化學(xué)材料的表面進(jìn)行重新改造。在表面處理的過程中，有可能發(fā)生一些物化方面的反應(yīng)，通過這種方式來完成表面的改變?；瘜W(xué)材料的表面處理實(shí)際上是化學(xué)學(xué)科的一個(gè)重要應(yīng)用領(lǐng)域，經(jīng)過很長一段歷史時(shí)期的發(fā)展，其領(lǐng)域的技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。本文將以化學(xué)材料表面處理技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和背景作為主要的切入點(diǎn)。重點(diǎn)論述例如化學(xué)鍍、電鍍和激光表現(xiàn)處理技術(shù)等具體的化學(xué)材料表面材料技術(shù)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)材料；表面處理；技術(shù)

化學(xué)材料的表面處理技術(shù)為現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)提供了便捷，同時(shí)也創(chuàng)新了化學(xué)材料的類型和應(yīng)用，對于特殊環(huán)境可以及時(shí)的應(yīng)對和處理?；瘜W(xué)材料的表面處理技術(shù)并不只是涉及化學(xué)知識，還與物理等學(xué)科知識有所交叉。筆者認(rèn)為化學(xué)材料表面處理這項(xiàng)技術(shù)，擁有較好的發(fā)展前景，值得業(yè)內(nèi)人士的關(guān)注和重視。

一、研究背景分析

（1）化學(xué)材料表面處理概述。

化學(xué)材料的表面處理技術(shù)誕生于上個(gè)世紀(jì)，主要從原子科學(xué)角度來闡釋相關(guān)的原理和性質(zhì)，是表面工程學(xué)科的一個(gè)分支。時(shí)至今日，現(xiàn)代化學(xué)材料表面處理技術(shù)已經(jīng)集合了不同學(xué)科和不同領(lǐng)域的知識和優(yōu)勢，主要包括物理學(xué)、有機(jī)化學(xué)、表面化學(xué)等多個(gè)學(xué)科。不同學(xué)科之間通過相互完善、相互促進(jìn)的方式，來完成對化學(xué)材料表面處理技術(shù)的提升。通過對于材料表面進(jìn)行化學(xué)處理和物理處理的方式，將化學(xué)材料當(dāng)中的成分和結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變，以此來賦予化學(xué)材料更多的特性，比如抗腐蝕性、耐磨損性和絕緣性等等，使之更符合工業(yè)領(lǐng)域的使用需求和工作效能，延長化學(xué)材料的使用壽命。我們知道，在一些特殊條件下，化學(xué)材料需要具備更高的抗腐蝕性或者耐磨損性能。隨著時(shí)代和科技的不斷發(fā)展，工業(yè)以及其他領(lǐng)域?qū)τ诨瘜W(xué)材料的表面處理技術(shù)的要求會更加嚴(yán)格。為了滿足各行各樣對于材料性能的標(biāo)準(zhǔn)和需求，化學(xué)材料表面處理技術(shù)應(yīng)當(dāng)吸取最先進(jìn)科技成果，研發(fā)出更具實(shí)用性的處理技術(shù)，獲得了突破性發(fā)展。

（2）化學(xué)材料表面處理的發(fā)展背景。

化學(xué)材料的表面處理技術(shù)是現(xiàn)代化學(xué)的重要分支。從1960年誕生以來獲得了飛速發(fā)展，成為化學(xué)領(lǐng)域不得不提的關(guān)鍵技術(shù)。上文提到化學(xué)材料的表面處理技術(shù)已經(jīng)逐漸成為一個(gè)跨領(lǐng)域和跨學(xué)科的先進(jìn)技術(shù)，是一個(gè)真正融合各項(xiàng)技術(shù)的綜合型學(xué)科。豐富的理論基礎(chǔ)加上廣泛的實(shí)際應(yīng)用使之呈現(xiàn)廣闊的市場前景。伴隨著社會的不斷發(fā)展，人們的生活環(huán)境離不開化學(xué)技術(shù)的加持，工業(yè)領(lǐng)域也不能離開化學(xué)相關(guān)技術(shù)的推動(dòng)。化學(xué)材料的表面處理技術(shù)將順應(yīng)當(dāng)前科學(xué)領(lǐng)域的形勢，不斷實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。在這種環(huán)境與背景下，化學(xué)材料表面處理技術(shù)的發(fā)展將向著多元化、現(xiàn)代化、創(chuàng)新化方向發(fā)展。

二、化學(xué)材料表面處理技術(shù)分析

（1）金剛石薄膜涂層技術(shù)。

金剛石是一種堅(jiān)硬的物質(zhì)，利用金剛石制造的刀具可以割開堅(jiān)硬的玻璃。金剛石薄膜涂層技術(shù)是最堅(jiān)硬的耐磨涂層，所以被廣泛的應(yīng)用到化學(xué)材料表面處理領(lǐng)域。金剛石薄膜涂層技術(shù)在電子原件的制作上也有比較好的應(yīng)用。根據(jù)資料研究發(fā)現(xiàn)，金剛石薄膜涂層的硬度比較高，導(dǎo)熱性能也比較好，碳元素組成所以具備極高的穩(wěn)定性，一般不會被其他物質(zhì)侵蝕和磨損。所以通過涂抹金剛石薄膜涂層，可以有效提升化學(xué)材料的硬度，加強(qiáng)導(dǎo)熱性，減少其他物體接觸和腐蝕，可以在一些高強(qiáng)度的工作環(huán)境中長時(shí)間保存。

（2）化學(xué)鍍技術(shù)。

化學(xué)鍍技術(shù)指的是在不通電情況之下發(fā)生了氧化還原反應(yīng)，通過強(qiáng)還原劑還原金屬離子溶液中的金屬，并在物質(zhì)表面形成致密鍍層的方法?；瘜W(xué)鍍的類型有很多，根據(jù)鍍層材料進(jìn)行區(qū)分，有鍍銀、鍍銅、鍍鎳等等。化學(xué)鍍的主要優(yōu)勢是材料處理相對更加美觀，更加耐腐蝕。另外，化學(xué)鍍的工藝過程比較簡單，在不同領(lǐng)域都有一定涉及，重點(diǎn)是在不通電環(huán)境下就可以實(shí)現(xiàn)。化學(xué)鍍方式處理過的化學(xué)材料，涂層不容易脫落，成本比較低，用來鍍層的溶液可以反復(fù)使用，所以獲得廣泛的認(rèn)可。但是化學(xué)鍍的工作效率比較慢，所以不適合大規(guī)模的生產(chǎn)方式。

（3）激光表面處理技術(shù)。

激光表面處理技術(shù)的崛起是在20世紀(jì)70年代大功率激光器出現(xiàn)以后。激光表面處理技術(shù)在化學(xué)材料表面處理領(lǐng)域?qū)儆谙冗M(jìn)技術(shù)之一。主要利用大功率的激光器在化學(xué)材料的表面進(jìn)行激光作業(yè)，對材料進(jìn)行加熱，形成特殊的表層，改變了材料的特點(diǎn)和性能，提升了材料的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)。由于激光器的參與，所以激光表面處理技術(shù)相對來說工作效率更高，操作起來也更簡便，成本可以得到有效控制。尤其是在激光處理過程中，材料表面基本不會出現(xiàn)變形的現(xiàn)象，減少了殘次品的產(chǎn)生導(dǎo)致的成本加劇問題。激光表面處理技術(shù)主要是提升了化學(xué)材料的耐磨性和耐腐蝕性，減少熱處理帶來的弊端。筆者認(rèn)為隨著激光技術(shù)的進(jìn)一步深入，激光表面處理技術(shù)也會向著更高層次發(fā)展。

（4）熱噴涂技術(shù)。

熱噴涂技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間比較早，所以其技術(shù)和設(shè)備的發(fā)展都比較成熟。熱噴涂技術(shù)主要的工作原理就是通過加熱的方式對材料進(jìn)行噴涂，使化學(xué)材料的物理性質(zhì)發(fā)生變化，比如變軟或者完全的液態(tài)處理。然后通過高速熱源氣流將已經(jīng)軟化或者液化的涂層噴射到化學(xué)材料的表面，兩者就會相互熔解，以此來達(dá)到化學(xué)材料的表面處理效果。熱噴涂技術(shù)由于誕生的時(shí)間比較早，經(jīng)過一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)完善。所以熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域除了大型的工業(yè)材料還包括日常生活中簡單的裝飾品，包括對舊物品的修補(bǔ)等。熱噴涂技術(shù)在新時(shí)期也沒有被工業(yè)領(lǐng)域所拋棄，反而煥發(fā)新的活力。熱噴涂技術(shù)有極高的成功率和使用經(jīng)驗(yàn)，新的科技背景下，利用熱噴涂技術(shù)需要提升工藝水平，向著創(chuàng)新方向進(jìn)發(fā)才能收獲更廣闊的發(fā)展空間。

三、結(jié)語

隨著工業(yè)領(lǐng)域的不斷發(fā)展與進(jìn)步，化學(xué)材料表面處理技術(shù)的應(yīng)用范圍將變得更加廣泛，通過研究的不斷深入，未來實(shí)現(xiàn)智能化和自動(dòng)化將成為現(xiàn)實(shí)。了解化學(xué)材料表面處理的各項(xiàng)技術(shù)和應(yīng)用，能夠在不同需求和環(huán)境條件下選擇和開發(fā)最合適的技術(shù)方式進(jìn)行處理。所以明確和掌握化學(xué)材料的幾種處理方式，將有助于化學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展與實(shí)踐。

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作者簡介：劉博涵（1999-），男，漢族，河北邯鄲磁縣人， 就讀于河北省衡水武邑中學(xué)。