納米表面工程技術展望

　　納米表面工程是以納米材料和其它低維非平衡材料為基礎，通過特定的加工技術、加工手段，對固體表面進行強化、改性、超精細加工，或賦予表面新功能的系統(tǒng)工程。因其以具有許多特質的低維非平衡材料為基礎，它的研究和發(fā)展將產(chǎn)生具有力、熱、聲、光、電、磁等性能的許多低維度、小尺寸、功能化表面。與傳統(tǒng)表面工程相比，納米表面工程取決于基體性能和功能的因素被弱化，表面處理、改性和加工的自由度擴大，表面加工技術的作用將更加突出。傳統(tǒng)材料表面的低維化材料生長、組裝，以及利用低維化材料對傳統(tǒng)材料進行表面超精加工是納米表面工程的主體技術。納米表面工程技術是極具應用前景和市場潛力的。據(jù)德國科技部統(tǒng)計，在2000年材料表面的納米薄膜器件組裝和超精度加工的市場容量接近6000億美元。

　　制作納米復合鍍層

　　在傳統(tǒng)的電鍍液中加入零維或一維納米質點粉體材料可形成納米復合鍍層。用于模具的Cr-DNP納米復合鍍層，可使模具壽命延長、精度持久不變，長時間使用鍍層光滑無裂紋。納米材料還可用于耐高溫的耐磨復合鍍層。如將n-ZrO2納米粉體材料加入Ni-W-B非晶態(tài)復合鍍層，可提高鍍層在550-850℃的高溫抗氧化性能，使鍍層的耐蝕性提高2-3倍，耐磨性和硬度也都明顯提高。采用Co-DNP納米復合鍍層，在500℃以上，與Ni基、Cr基、Co基復合鍍層相比，工件表面的高溫耐磨性能大為提高。在傳統(tǒng)的電刷鍍溶液中，加入納米粉體材料，也可制備出性能優(yōu)異的納米復合鍍層。

　　制作納米結構涂層

　　熱噴涂技術是制作納米結構涂層的一種極有競爭力的方法。與其它技術相比，它有許多優(yōu)越性：工藝簡單，涂層和基體選擇范圍廣，涂層厚度變化范圍大，沉積速率快，以及容易形成復合涂層等等。與傳統(tǒng)熱噴涂涂層相比，納米結構涂層在強度、韌性、抗蝕、耐磨、熱障、抗熱疲勞等方面都有顯著改善，且一種涂層可同時具有上述多種性能。