徐慧娟　柳美方

摘要：化學表面處理技術就是用技術方法把要改變的物體表面實行化學特性的轉變，比如利用物體表面涂層、電解或者是實行化學反應的形式轉變物體表面化學構成等辦法實行物體的表面處理。作為化學的分支學科，化學材料的表面處置長期以來都是有關研究人員不停探究與鉆研的領域，伴隨科學技術的持續(xù)進展和化學科目不斷進步，有關化學材料表面處置有關研究理論愈來愈繁多。文章說明了化學材料表面處置的進展背景，而且就化學材料表面處置當中的幾種重點技術實行了簡單的比較，并且對其特征進行了闡述。

關鍵詞：化學材料；表面處理；電解技術

化學材料表面處置技術就是經(jīng)過技術把要革新的物品表層實行化學特性上的轉變，比如在物品表層實行涂層等?；瘜W表面處置是化學學科當中的非常關鍵的分支，同時也是表面工程學當中非常關鍵的學科，并且在最近這幾年當中也擁有非常好的進展。

1化學材料表面處理的發(fā)展背景

化學材料的表面處理是化學學科中非常關鍵的分支，從1960年以后獲得了持續(xù)進展，而且漸漸在化學科學里占有著愈來愈關鍵的地位。伴隨時代的持續(xù)進展，化學材料表面處置現(xiàn)在也變成了跨學科、跨行業(yè)的綜合性技術，其中含有包括等離子物理和表面化學在其中的多門學科，它是一個真實完成了學科融合的學科，其不管是理論性還是適用性都十分強。

化學材料表面處置實際上就是要盡量提高化學材料的性能，例如耐高溫性、防腐性和導電、導磁性等多種性能，而且實行的對化學材料表面的處置，經(jīng)過處置把化學材料自身的構成構造實行了轉變與完備，讓化學材料可以在工作過程中更為長久平穩(wěn)地展現(xiàn)著自身的作用，盡量維持本身的高性能，增長本身的運用時間，進而更好地從高溫等危險環(huán)境中實行工作，給化學鉆研和有關工業(yè)建造釋放更多的能量，提升工作效率，增加鉆研進度。

伴隨社會經(jīng)濟的持續(xù)進展和科學技術的持續(xù)進步，現(xiàn)在，不但我們的生活習慣產(chǎn)生了非常大的轉變，而且全球的工業(yè)領域也不停隨著年代的轉變，搭乘著年代給工業(yè)進展建造的順風舟，實行著愈演愈烈的技術創(chuàng)新。在這種大背景下，每個行業(yè)對化學原料的表層承受性都有著非常大的需求，現(xiàn)在，化學原料的表層處置重點有下面幾個形式，它們是材料熱處置、激光涂層和非金屬涂層。化學材料表面處置技術的持續(xù)進展與完善符合歷史趨向，對社會的良好進展擁有非常重要的意義。

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最為堅硬的耐磨涂層，同時也是表面處置鉆研中十分關鍵的技術，其擁有十分寬廣的運用前景。這個技術在制作刀具和電子元件上面都擁有非常好的成效。因為金剛石的硬度與導熱率都十分高，而且化學性質相對比較穩(wěn)定，與其余物質沒有什么親和性，所以往需要制作的物體上抹上一層金剛石薄膜，這樣可以有效地提升工具的硬度程度，同時也能讓處置完成的工具實行一些高強度的工作，也能完成一些在革新以前不能完成的特別任務。

這種技術的詳細施行方式是：用金剛石薄膜或者是類金剛石薄膜，讓它們經(jīng)過化學反應，然后分離出離子態(tài)碳，之后再在將要涂抹的物件上面讓離子態(tài)的碳開始晶體化，讓金剛石或者是類金剛石可以焊合到工具的表面上。在現(xiàn)實操縱過程中，因為石墨非常多，成本相對來說也更少，所以運用類金剛石薄膜實行涂層的狀況也會更加普遍。

因為金剛石擁有十分高的硬度，所以金剛石薄膜涂層這一技術擁有非常寬廣的運用空間和充滿無限可能性的進展前景。很多發(fā)達國家對于這種技術都擁有著非常多的理論與試驗鉆研，并且經(jīng)過鉆研獲得的成效不停改良這一技術，在非常大程度上增強了金剛石薄膜與工業(yè)材料間的緊密程度，制造出非常多有關設施供應給國際市場。但是在中國這種技術的鉆研與進展上處在劣勢地位，沒有非常深入的前沿性鉆研與試驗成效，而且也沒有造成這一技術的產(chǎn)業(yè)化。

中國在金剛石薄膜涂層這一技術上面的鉆研還處在劣勢地位，所以一定要實行大規(guī)模的理論與試驗鉆研，而且還需要研究有關的處置設施，用理論來支撐試驗，唯有這樣才能夠讓金剛石薄膜涂層技術更為成熟，以制作出更為高水平的工具。

2.2化學鍍技術

化學鍍技術其實就是一種在沒有通電狀況下產(chǎn)生氧化還原反應，然后運用化學溶液把金屬零件或者是非金屬零件積聚在擁有對應濃度的化學沉積液當中，經(jīng)過催化還原的反應把鍍層平均地鍍到物件表面的化學表面工程處置技術。

化學鍍的工藝非常簡便，運用領域也十分寬廣，其運用的并不是電源，而是本身的催化還原反應，因此它的成效不會受到電源狀況所影響，而且它也能夠在還沒有定型的物體上面鍍出十分平均的厚度，并且因為化學反應是在不中斷實行的，能夠經(jīng)過調整沉積液當中離子的數(shù)量來掌控鍍層的厚度，而且處置方法也非常簡便精準。并且，經(jīng)過這樣形式實行的表面處置擁有非常強的精密性，耐磨性也非常強，而且還能夠經(jīng)過這樣的形式實行固定化學或者是物理特性的物品的制作。

2.3熱噴涂技術

自從在20世紀初期從瑞士產(chǎn)生之后，熱噴涂技術到現(xiàn)在已經(jīng)差不多發(fā)展了一個世紀了，而且這一技術在很多國家獲得了持續(xù)進展。熱噴涂技術其實就是運用熱源把涂層原料實行熔化，之后再運用高速的氣流把它噴射到基體原料表層上面，這樣就產(chǎn)生了涂層的技術。熱噴涂涂層擁有非常多的優(yōu)秀性能，比如有耐磨損、耐腐蝕、耐高溫和隔熱等，所以它的運用也十分寬廣，通常會運用到航天、機械建造和石油化工等等這些行業(yè)當中?，F(xiàn)在熱噴涂技術重點擁有等離子噴涂、電弧噴涂和火焰噴涂這3個工藝。目前，熱噴涂技術也正往高效、高能和高速這3個層面上快速發(fā)展著，實現(xiàn)納米、非晶、導熱、催化、絕緣、導電等等這些功能的涂層也會漸漸變成在熱噴涂層面鉆研當中的熱門。伴隨著熱噴涂技術的快速進展，熱噴涂涂層也一定會更為普遍的運用到國民經(jīng)濟建造與不同領域里面。

下面就來說明一下火焰噴涂、電弧噴涂與等離子噴涂這3個技術。

2.3.1火焰噴涂技術

火焰噴涂技術也能夠分成非常多的類型，當中經(jīng)常會見到的就是普通火噴涂形式，它就是用氧氣來當作燃料，然后實行加熱噴涂原料，之后再運用高速氣流把噴涂原料用噴射的方式來噴到物品的表層上面，這樣就產(chǎn)生了涂層。除了這個以外，火焰噴涂技術還擁有超音速火焰噴涂與爆炸噴涂等噴涂形式，并且每個噴涂技術都在自己的領域當中展現(xiàn)著擁有自身特點的效用。

2.3.2電弧噴涂技術

電弧噴涂技術也能夠非常普通電弧噴涂技術和超音速電弧噴涂技術這兩種類型。普通電弧噴涂其實就是把電弧來當作重點原料，然后實行加熱，之后再運用熔化后的金屬絲所形成的高速氣流進行霧化，最后在把噴涂原料噴射到需要處置的材料表層上就可以了，它是一個非常便捷的電弧噴涂技術。當中超音速電弧噴涂其實就是通過加快電弧噴涂速度來實行噴涂工作，這樣的噴涂形式就是經(jīng)過把電弧噴槍和電源進行改進來當作根本來實行的，經(jīng)過這樣形式實行處置之后的化學原料表層的涂層厚度會更為平均，當然效果也會更加完美。

2.3.3等離子噴涂

等離子噴涂其實就是經(jīng)過轉變熱源的形式，運用等離子來增強最后的噴涂效果。

2.4激光表面處置技術

激光表面處置技術的進展到現(xiàn)在為止也已經(jīng)有差不多半個世紀的時間了，在最近10年中，伴隨社會經(jīng)濟的快速進展，其在化學原料表面處置市場當中逐漸擁有了愈來愈多的份額，它是現(xiàn)在社會當中最為熱門的一種表面處置方法。這種技術就是運用大功率激光束來當作關鍵方法，對材料表層實行加熱，然后運用這樣的形式把材料自身的性能在不同層面上提高上來，來用作更為高強度的鉆研與工作當中，提升了材料的運用效率。

大功率激光器的產(chǎn)生增加了激光表面處置技術的進展速度，激光技術已經(jīng)發(fā)展到多領域中，擁有應用前景的表面處置工作都是通過激光來完成的，激光技術同樣也在繁瑣與多樣化中發(fā)展。

激光表面處置技術優(yōu)點有：（1）對于能量的傳送更為便捷，能夠選取性地對物體實行特定位置的處置，精準性更加強。（2）因為激光所造成的影響范疇十分小，并且能量也十分聚集，因而處置用時會很少，所花費成本會十分少，并且成效也十分好。（3）能夠處置一些外形比較繁瑣的物體。

2.5電鍍法

在工業(yè)當中有非常多的領域都會運用到電鍍法，特別是在金屬裝飾與制備特殊合金層面。它與其他表層的處置形式是不相同的，而且電鍍法對于物體本身的物理化學性質還擁有一些別的需求。其要求物體一定要擁有平整的表面，不然鍍層就會不均勻。其還需要物體表面一定不可以生銹，要是擁有銹跡那么就不能產(chǎn)生非常好的效果。到現(xiàn)在為止，進展比較完善的有鍍銅與鍍鋅等工藝。而且還產(chǎn)生了很多新的工藝，促進了電鍍技術的多種多樣，而且還拓展了它的運用范疇。

2.6化學轉化膜技術

化學轉化膜說的是在金屬的表層上面抹上一層介質，這種介質當中的陰離子可以和金屬原子一起產(chǎn)生反應，進而會產(chǎn)生一層化學反應膜，這樣就實現(xiàn)了涂層的目的。所產(chǎn)生的化學膜涂層通常會擁有十分好的絕緣特性，所以這一技術通常會運用到絕緣原料的制作工藝當中，而且它也能夠來用于涂裝的底層，擁有十分高的運用價值。

2.7表面擴散滲入技術

表面擴散滲入技術是把物體放到有關的介質當中，經(jīng)過介質當中的金屬或者是非金屬往介質當中滲入實現(xiàn)涂層目的的技藝。表面滲透技術與電鍍、熱噴涂等其他技術不一樣，它不是把元素遮蓋到物體的表面上，而是讓元素直接滲入到物體里面，使用這樣的方法得到的新物體，滲透元素與之前物體之間的融合是沒有分層的，鍍層與基體間的融合度也會更加好。下面簡單說y表面滲碳與表面滲氮這兩個技術的應用。

2.7.1滲碳技術

滲碳技術是把物體放到滲碳介質當中，然后對它加熱，拿出之后通過淬火與低溫回火，把碳滲透到物體里面，來加強物體表層強度、耐磨度和內部韌度，以此來增長物體的運用時間與運用強度。

2.7.2滲氮技術

滲氮技術是把氮元素滲透到物體里面，產(chǎn)生物體高硬度與高耐磨性的性質。這種技術重點是把氮滲透到特定鋼上面，而且需要的時間比較長，所以這種技術的使用不是很普遍。

2.8化學氣相沉積法

化學氣相沉積法是獲得固態(tài)薄膜鍍層十分有用的一個手段，它是經(jīng)過氣態(tài)的物質在物體表層產(chǎn)生化學反應并且沉積到物體表面上產(chǎn)生的一種涂層技藝。這種方法獲得的固態(tài)薄膜擁有非常高的純度，它是制造這種類型鍍層最普遍的一種方法。

但是，這樣方法還有不足的地方，比如它對于溫度的需求非常高，當時過于高的溫度又容易致使零件物理性質上產(chǎn)生轉變，減少了物體自身的工作性能。

3結語

跟隨社會經(jīng)濟與工業(yè)技術的快速進展，化學原料的表面處置技術同樣也正向著全面化的層面所發(fā)展著。我們一定要準確地意識到上面所說到的幾種表面處置方式，將它們成功并且正確地運用到現(xiàn)實化學處理當中。