化學(xué)材料的表面處理研究

郭真睿

摘要：化學(xué)材料的表面處理是指使用各種方式方法，將物體表面的化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行更改，提高材料的基本物理性能和化學(xué)性能，提高化學(xué)材料在實(shí)際工作中的使用性能。目前我國(guó)對(duì)于化學(xué)材料的表面處理技術(shù)研究更加深入，發(fā)現(xiàn)了更多更有效的化學(xué)材料的表面處理技術(shù)。本文從幾個(gè)方面探討了化學(xué)材料的表面處理技術(shù)的特征和優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：化學(xué)材料；表面處理；化學(xué)研究

引言

化學(xué)材料表面處理技術(shù)是需要通過(guò)物理技術(shù)或者化學(xué)技術(shù)將物品的表面在化學(xué)層面上進(jìn)行轉(zhuǎn)變，例如使用惰性金屬鍍層。在我國(guó)日常的生產(chǎn)生活過(guò)程中，需要使用大量經(jīng)過(guò)鍍層的物品。所以化學(xué)材料的表面處理是我國(guó)化學(xué)研究中的重點(diǎn)。目前我國(guó)實(shí)行的化學(xué)表材料表面處理技術(shù)主要有七種，本文對(duì)這七種材料的表面處理技術(shù)進(jìn)行了探討。

1 化學(xué)材料的表面處理技術(shù)

1.1 金剛石薄膜涂層技術(shù)

金剛石鍍膜涂層技術(shù)是化學(xué)材料的表面積處理技術(shù)中最為堅(jiān)硬耐磨的涂層，也是目前化學(xué)材料表面處理技術(shù)中研究的重點(diǎn)。金剛石具有非常良好的化學(xué)性，具有強(qiáng)度大、硬度高的物理性質(zhì)，具有低親和性和低活動(dòng)性的化學(xué)特征。所以在電子元件、工具等設(shè)備中進(jìn)行金剛石薄膜涂層，可以有效提高工具的硬度，有效提高整體設(shè)備的硬度和使用壽命。目前的金剛石薄膜鍍層技術(shù)主要是通過(guò)讓金剛石薄膜或者類(lèi)金剛石膜薄生產(chǎn)分離出離子態(tài)碳，再通過(guò)涂抹的方式讓物體上面附著晶體化的離子碳，從而實(shí)現(xiàn)將金剛石薄膜鍍層到表面。目前常用的金剛石類(lèi)物品是石墨，利用石墨也可以有效降低金剛石薄膜鍍層技術(shù)的經(jīng)濟(jì)成本。但是目前我國(guó)的金剛石薄膜鍍層技術(shù)相對(duì)于其他國(guó)家來(lái)說(shuō)，技術(shù)并不成熟。所以還需要更多的實(shí)驗(yàn)和研究來(lái)提供更多更有效的金剛石薄膜鍍層技術(shù)，讓我國(guó)跟上世界發(fā)展的步伐。

1.2 化學(xué)鍍技術(shù)

化學(xué)鍍技術(shù)是一項(xiàng)非常成熟且應(yīng)用十分廣泛的化學(xué)材料，表面處理技術(shù)?；瘜W(xué)鍍技術(shù)主要是通過(guò)化學(xué)中的氧化還原反應(yīng)，利用氧化還原反應(yīng)的特殊性質(zhì)，將鍍層均勻平整的附著到工具上。具體的操作方式就是在沒(méi)有通電的狀況下，將金屬零件或者非金屬零件放入到相應(yīng)濃度的化學(xué)沉積液中，然后再催化溶液中的氧化還原反應(yīng)，讓溶液中處于離子態(tài)的鍍層物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)檠趸奈镔|(zhì)，從而均勻地附著到需要附著的工具上。這種化學(xué)鍍層技術(shù)十分方便，而且能在不均勻的物體上均勻的涂抹鍍層，同時(shí)又能有效控制溶液中離子態(tài)物質(zhì)的數(shù)量，從而控制鍍層的厚度。所以這項(xiàng)鍍層技術(shù)在我國(guó)應(yīng)用較為普遍。還有就是通過(guò)這種方式鍍膜的工具能夠保證良好的耐磨性和硬度，所以這項(xiàng)技術(shù)也可以有效應(yīng)用到固定化學(xué)或者是物理特性的物品制作。

1.3 熱噴涂技術(shù)

熱噴涂技術(shù)在化學(xué)表面處理技術(shù)中，是受到重視的化學(xué)表面處理技術(shù)之一。熱噴涂技術(shù)就是指通過(guò)高溫高壓將需要鍍層的物體融化，然后再使用高速的氣流將熔化的物質(zhì)噴射到物體表面，從而達(dá)到鍍層的效果。通過(guò)熱噴涂技術(shù)，可以有效提高物體的剛度、硬度，同時(shí)又能有效提高物體的耐高溫性和耐冷性。所以熱噴涂技術(shù)常常會(huì)運(yùn)用到對(duì)于物體要求較高的航天、工業(yè)建造等項(xiàng)目中。在目前我國(guó)的技術(shù)中，熱噴涂技術(shù)主要要有火焰噴涂技術(shù)，電弧噴涂技術(shù)和等離子噴涂技術(shù)?；鹧鎳娡考夹g(shù)就是利用普通的火焰產(chǎn)生較高的溫度將原料融化，在利用高速的氣流進(jìn)行噴涂。電弧噴涂技術(shù)則是指利用電弧將原料加熱，在利用高速氣流進(jìn)行噴涂。目前主要使用的是超音速電弧噴涂，通過(guò)將電弧速度提高，提高的實(shí)際效果，提高鍍層的均勻。等離子噴涂技術(shù)則是在最后的噴涂過(guò)程中，利用離子的物理性質(zhì)，提高噴涂的效果。

1.4 激光表面處置技術(shù)

激光表面處置技術(shù)在我國(guó)的化學(xué)表面處理技術(shù)中，是一種極為熱門(mén)且為重視的技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，激光表面處理技術(shù)也逐漸在我國(guó)的化學(xué)材料表面處理技術(shù)中，占據(jù)著一定的市場(chǎng)。激光表面處理技術(shù)就是指通過(guò)利用大功率的激光來(lái)進(jìn)行物體表面物理層面的硬度和強(qiáng)度提升。利用大功率激光產(chǎn)生的大量熱能，在化學(xué)層面將材料自身的性能在不同的層面提高，從而有效提高材料整體的強(qiáng)度。這樣就能有效保障材料再運(yùn)用到具體的工作中，能夠保持良好的工作狀態(tài)。利用激光表面處理技術(shù)，可以有效的針對(duì)性的對(duì)物體實(shí)行特定方位的表面處理，能夠再使用少量能量的前提下，在最大程度提高物體表面的基本性質(zhì)。另外，這種技術(shù)也可以有效應(yīng)用到表面較為復(fù)雜的物體上。

1.5 電鍍法

電鍍技術(shù)在我國(guó)的化學(xué)表面處理技術(shù)中，主要應(yīng)用在工業(yè)范疇內(nèi)。在工業(yè)中，也已經(jīng)產(chǎn)生了較為完善的鍍銅、鍍鋅技術(shù)。電鍍基礎(chǔ)在工業(yè)中主要的應(yīng)用范圍是制作金屬裝飾物或者特殊合金表面。例如日常生活中使用的金黃色鍍金物品和銀色的鍍鋅物品。這些鍍層不僅能提高物品的美觀，同時(shí)又能有效提高物品的防銹蝕和硬度。電鍍技術(shù)對(duì)于鍍層環(huán)境的要求并不高，但是卻對(duì)被鍍層物體的要求較高，需要物體保持一些良好的物理狀態(tài)，不然不能良好地針對(duì)物體進(jìn)行平整均勻的鍍層。在一般情況下，電鍍法需要物體保持一定的平整，在表面不能產(chǎn)生銹蝕。如果物體的表面不夠平整，那么電鍍法所產(chǎn)生的鍍層也不能夠保持平整。如果物體的表面產(chǎn)生了銹蝕，那么物體的銹蝕將會(huì)和溶液產(chǎn)生其他化學(xué)反應(yīng)，嚴(yán)重影響電鍍法的過(guò)程，影響電鍍法的效果。

1.6 化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)

化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)是一項(xiàng)較為新型的化學(xué)表面處理技術(shù)，是在使用化學(xué)膜的幫助下，進(jìn)行不同的表面化學(xué)反應(yīng)，從而進(jìn)行化學(xué)涂層?；瘜W(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)主要是在金屬物體的表面涂上化學(xué)介質(zhì)，通過(guò)化學(xué)介質(zhì)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)膜，將陰離子和金屬原子反應(yīng)，從而達(dá)到金屬物體表面處理的要求。利用化學(xué)轉(zhuǎn)化膜技術(shù)進(jìn)行金屬表面涂層，可以有效提高金屬物體的絕緣性能，在能夠有效保證物體性質(zhì)的前提下，提高物體在電氣設(shè)備和電氣系統(tǒng)中的使用效率和使用安全性。所以通過(guò)化學(xué)膜轉(zhuǎn)化法，物品在減少大量且繁瑣的絕緣處理中，增加物品的絕緣性能，同時(shí)，這也可以有效應(yīng)用到需要絕緣的日常工具和用品中。所以，化學(xué)膜轉(zhuǎn)化法可以在使用大量電氣設(shè)備的現(xiàn)代，產(chǎn)生更多更有效的應(yīng)用。

1.7 化學(xué)氣相沉積法

如果要獲得具有較高純度的鍍層，那么就需要使用化學(xué)氣相沉積法的化學(xué)表面處理技術(shù)。通過(guò)化學(xué)氣相沉積法，可以獲得固態(tài)的薄膜鍍層，同時(shí)又能有效保證固態(tài)薄膜涂層的純度較高。這項(xiàng)基礎(chǔ)的操作方法是將物質(zhì)加熱到氣態(tài)，再將氣態(tài)的物質(zhì)與物體表面發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，沉積到物體表面。氣體中也只有已經(jīng)需要的物質(zhì)會(huì)與表面產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，所以能夠有效保障薄膜物質(zhì)的純度。所以在制作需要較高純度的化學(xué)表面鍍層時(shí)，化學(xué)氣相法將會(huì)是一種極為有效的化學(xué)鍍層制作方式。不過(guò)這種鍍層對(duì)物理環(huán)境要求較高，在溫度較高的區(qū)域可能會(huì)由于化學(xué)反應(yīng)而重新變回氣態(tài)，會(huì)導(dǎo)致鍍層的功能不完整，導(dǎo)致工具和物品的性能降低。

結(jié)語(yǔ)

總而言之，隨著國(guó)家技術(shù)的不斷增進(jìn)，化學(xué)表面處理技術(shù)的種類(lèi)將會(huì)越來(lái)越多，化學(xué)表面處理技術(shù)的性能也會(huì)越來(lái)越好。不過(guò)現(xiàn)在依舊要重視見(jiàn)證在現(xiàn)行的化學(xué)表面處理技術(shù)，新技術(shù)的發(fā)現(xiàn)往往都是建立在舊技術(shù)的基礎(chǔ)之上，所以還是需要加大對(duì)于化學(xué)表面涂層技術(shù)的研究，更加透徹的尋找更加有效的化學(xué)表面處理技術(shù)，從而正確地運(yùn)用到現(xiàn)實(shí)化學(xué)處理技術(shù)當(dāng)中。

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