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喷涂/清洗/表面工程 |
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日本开发出可耐900℃高温的维修涂层技术，采用冷喷涂工艺 |
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| http://cn.newmaker.com
3/1/2010 1:06:00 PM
日经BP社
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日本东北大学研究生院工学研究科附属能源安全科学国际研究中心副教授小川和洋等人宣布，他们利用基于冷喷涂（Cold Spray）工艺的粒子附着技术，开发出了可耐受表面温度超过900℃的环境的维修涂层技术。
该技术是作为日本新能源及产业技术综合开发机构（NEDO）的产业技术研究扶持项目的一部分开发的，在设想作为被涂层材料的镍基高温合金的底板上喷附金属粒子，由此成功地形成了致密的被膜。具体原理是利用高温高压工作气体（氦气和氮气）突然膨胀这一点，让金属微粒子随着工作气体流动，并加速到超音速程度，然后将其喷附在底板上形成几mm的被膜。金属微粒子仍以固相状态在底板上碰撞，因此可以防止相变和氧化。
高温合金底板由作为母相的γ相和作为析出强化相的γ’相（Ni3Al的金属间化合物）两个相构成。小川等人设想粒子在底板上高速碰撞时碰撞面为γ相和γ’相，并采用分子动力学等预测和评测了最能够让结合能变高的喷附条件。计算结果表明，在碰撞界面中粒子和底板的结晶面相等，或者是底板和粒子相连接的原子层之间的反应充足。在此基础上优化了喷附条件。
耐高温高压材料广泛地应用于火力发电站、原子能工厂的建筑构件、汽车、铁路和飞机等领域，不过由于老化需要维修后再利用。但是，焊接工艺中存在维修施工时间较长、会受到热量的影响以及焊接时需要特殊技能等问题。通过采用基于冷喷涂工艺的被膜形成技术，即使在大气中也可以在附着层内以几乎没有氧化物和气孔的程度成膜，从而可以实现热影响、高温氧化和相变较少的维修涂层技术。（记者：吉田 胜）
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