探討化學(xué)材料表面處理技術(shù)
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摘要：化學(xué)表面處理技術(shù)是通過(guò)一些特殊的技術(shù)手段，對(duì)于化學(xué)材料表面進(jìn)行重新改造。在表面處理的過(guò)程中，有可能發(fā)生一些物化方面的反應(yīng)，通過(guò)這種方式來(lái)完成表面處理?；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，且技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟。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)材料表面處理技術(shù)。
關(guān)鍵詞：化學(xué)材料；表面處理；技術(shù)
化學(xué)材料的表面處理隸屬于化學(xué)的一個(gè)分支，在1960年之后得到不斷的發(fā)展，并且逐漸在化學(xué)學(xué)科中占據(jù)著越來(lái)越重要的位置。隨著時(shí)代的不斷發(fā)展。化學(xué)材料的表面處理如今已經(jīng)是跨學(xué)科、跨行業(yè)的綜合性技術(shù)，包含著包括等離子物理以及表面化學(xué)在內(nèi)的多種學(xué)科，是一門(mén)真正實(shí)現(xiàn)了學(xué)科交融的學(xué)科，無(wú)論是理論性還是實(shí)用性都非常強(qiáng)?；瘜W(xué)材料的表面處理實(shí)質(zhì)上就是為了盡可能地提升化學(xué)材料的性能，比如說(shuō)耐高溫性，防腐蝕性以及導(dǎo)電、導(dǎo)磁性等性能。通過(guò)這些處理將化學(xué)材料本身的組成結(jié)構(gòu)進(jìn)行改變和完善，使化學(xué)材料能夠在工作中更加持久穩(wěn)定的發(fā)揮著自己的效用，盡可能地保持自身的高性能，延長(zhǎng)使用壽命，從而更好地在高溫等危險(xiǎn)環(huán)境之下進(jìn)行工作，提高工作效率?，F(xiàn)如今，不僅人們的生活習(xí)慣發(fā)生了翻天覆地的改變，全世界的工業(yè)領(lǐng)域也在不斷地跟隨時(shí)代的變化，搭乘著時(shí)代為工業(yè)發(fā)展造的順風(fēng)船，進(jìn)行著愈演愈烈的技術(shù)革新。在這樣的大背景之下，各行各業(yè)對(duì)于化學(xué)材料的表面耐受性都有了更大的需要，現(xiàn)如今，化學(xué)材料的表面處理主要有以下幾種方式，分別是材料熱處理、激光涂層以及非金屬涂層。化學(xué)材料的表面處理技術(shù)的不斷發(fā)展和完善順應(yīng)歷史趨勢(shì)，對(duì)于社會(huì)的良性發(fā)展有著極其深重的意義?；瘜W(xué)表面處理技術(shù)是指物體表面化學(xué)性質(zhì)的變化，需要通過(guò)一定的技術(shù)加以改善，如在物體表面進(jìn)行涂層等?；瘜W(xué)表面處理是化學(xué)科學(xué)的一個(gè)重要分支，也是表面工程的一個(gè)重要課題。近年來(lái)，它得到了充分的發(fā)展，已成為一個(gè)跨學(xué)科、跨行業(yè)的綜合性領(lǐng)域?；瘜W(xué)表面處理與表面物理、有機(jī)化學(xué)、表面化學(xué)、等離子體物理、傳熱等學(xué)科密切相關(guān)。本文主要介紹了幾種化學(xué)表面處理技術(shù)。
1化學(xué)材料的表面處理定義
由于化學(xué)材料具有一定的腐蝕性，所以在選擇材料上一定要選擇耐磨性強(qiáng)、耐腐蝕性強(qiáng)的物品。因此給化學(xué)材料的表面處理定義為：滿足形成的表層與材料基體的物理、機(jī)械和化學(xué)性能要求，以達(dá)到其他需求功能的要求來(lái)處理化學(xué)材料表面[1]，采用化學(xué)材料的表面處理技術(shù)可以有效達(dá)到化學(xué)材料表面處理的要求，提高產(chǎn)品的使用壽命。
2化學(xué)材料表面處理技術(shù)分析
2.1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(kāi)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)在電子元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較高，導(dǎo)熱性能較好，碳元素組成所以具備極高的穩(wěn)定性，一般不會(huì)被其他物質(zhì)侵蝕和磨損。所以通過(guò)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(zhǎng)時(shí)間保存。
2.2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)生氧化還原反應(yīng)，通過(guò)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(lèi)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?；瘜W(xué)鍍的主要優(yōu)勢(shì)是材料處理相對(duì)更加美觀，更加耐腐蝕。另外，化學(xué)鍍的工藝過(guò)程比較簡(jiǎn)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)?；瘜W(xué)鍍方式處理的化學(xué)材料，涂層不容易脫落，成本較低，用來(lái)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)鍍的工作效率較慢，所以不適合大規(guī)模的生產(chǎn)方式。
2.3激光表面處理技術(shù)
激光表面處理技術(shù)的興起是在20世紀(jì)70年代高功率激光出現(xiàn)后，激光表面處理技術(shù)是化學(xué)材料表面處理領(lǐng)域的先進(jìn)技術(shù)之一。它主要利用高功率激光對(duì)化學(xué)材料的表面進(jìn)行操作，加熱材料形成特殊的表面層，改變材料的特性和性能，提高材料的標(biāo)準(zhǔn)。由于激光的參與，激光表面處理技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)效率更高，操作更容易，成本也能得到有效控制。特別是在激光處理過(guò)程中，材料表面不會(huì)變形，降低了不良品的成本。激光表面處理技術(shù)主要是提高化工材料的耐磨性和耐腐蝕性，減少熱處理的缺點(diǎn)。隨著激光技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，激光表面處理技術(shù)也將向更高層次發(fā)展。
2.4熱噴涂技術(shù)
熱噴涂技術(shù)出現(xiàn)較早，其技術(shù)和設(shè)備發(fā)展較為成熟。熱噴涂技術(shù)的主要工作原理是通過(guò)加熱來(lái)噴涂材料，從而改變化學(xué)材料的物理性質(zhì)，如軟化或完全液體處理。然后通過(guò)高速熱源氣流將軟化或液化的涂層噴涂在化工材料表面，二者相互熔融，達(dá)到化工材料的表面處理效果。熱噴涂技術(shù)經(jīng)過(guò)一個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，已經(jīng)相當(dāng)完善。因此，除了大型工業(yè)材料外，熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域還包括日常生活中的簡(jiǎn)單裝飾，包括舊物件的修復(fù)等，新時(shí)代的熱噴涂技術(shù)并沒(méi)有被工業(yè)所拋棄，而是煥發(fā)出新的活力。熱噴涂技術(shù)具有較高的成功率和應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)。在新的科技背景下，熱噴涂技術(shù)的應(yīng)用需要提高技術(shù)水平，朝著創(chuàng)新的方向發(fā)展，才能獲得更廣闊的發(fā)展空間。
2.5激光技術(shù)
激光技術(shù)是近年來(lái)高速發(fā)展的一項(xiàng)技術(shù)。雖然起步相對(duì)較晚，但是在技術(shù)水平上比較出眾。利用大功率的激光對(duì)材料表面進(jìn)行處理，并讓材料的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)產(chǎn)生變化，提升其使用價(jià)值。該方式由于成本低、精密度高的特點(diǎn)，在現(xiàn)階段的工業(yè)生產(chǎn)中得到了推廣使用。由于表面處理工作能夠在短時(shí)間完成，也可以大幅度地促進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程。而隨著技術(shù)水平的不斷提升，激光技術(shù)也有了一些分支，例如合金化、硬化等，逐漸朝著多元化和智能化的方向發(fā)展。所涉及的領(lǐng)域也在不斷擴(kuò)大。
2.6航空復(fù)合材料
航空事業(yè)隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展也實(shí)現(xiàn)了迅速崛起，而航空設(shè)備中的一些精密元件的質(zhì)量也決定著設(shè)備的使用周期。很多元件都需要具備抗高溫、抗腐蝕、抗壓力等條件。然而元件在加工過(guò)程中本身就存在著一定的缺陷，導(dǎo)致材料出現(xiàn)損耗。此時(shí)就需要化學(xué)材料對(duì)其進(jìn)行表面處理。近年來(lái)這些技術(shù)已經(jīng)相對(duì)完善，但是仍然還有許多未知的技術(shù)層面需要后續(xù)的研究提供技術(shù)支持和數(shù)據(jù)保障。
2.7手工處理
如刮刀、鋼絲刷或砂輪等。用手工可以除去工件表面的銹跡和氧化皮等。這種物理處理技術(shù)是最傳統(tǒng)的技術(shù)，適用于一些大型元件。但手工處理勞動(dòng)強(qiáng)度大、生產(chǎn)效率低。質(zhì)量差，清理不徹底，并且隨著科技的發(fā)展，這種技術(shù)也逐漸地被其他技術(shù)代替。
3結(jié)束語(yǔ)
總之，化學(xué)材料表層處理技術(shù)已獲得極大提升，然而，今后相應(yīng)的技術(shù)層次進(jìn)步依舊會(huì)升高，處于市場(chǎng)方面需要的驅(qū)使之下，會(huì)給這類(lèi)處理技術(shù)相應(yīng)的層次予以更多的規(guī)定，如此就規(guī)定了各大企業(yè)要全方位把握市場(chǎng)狀況、把控各類(lèi)形勢(shì)，并持續(xù)革新與改良相應(yīng)的處理技術(shù)，促使國(guó)內(nèi)化工領(lǐng)域獲得長(zhǎng)久且平穩(wěn)的進(jìn)步。
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作者：朱林朝 胡云霞 單位：伊犁師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院
