摘 要:化學表面處理的技術要通過一些特殊的技術手段,對于現(xiàn)有的化學材料的表面進行重新改造。在表面處理的過程中,有可能發(fā)生一些物化方面的反應,通過這種方式來完成表面的改變?;瘜W材料的表面處理實際上是化學學科的一個重要應用領域,經(jīng)過很長一段歷史時期的發(fā)展,其領域的技術已經(jīng)相當成熟。本文將以化學材料表面處理技術的發(fā)展現(xiàn)狀和背景作為主要的切入點。重點論述例如化學鍍、電鍍和激光表現(xiàn)處理技術等具體的化學材料表面材料技術。
關鍵詞:化學材料;表面處理;技術
化學材料的表面處理技術為現(xiàn)代化學工業(yè)提供了便捷,同時也創(chuàng)新了化學材料的類型和應用,對于特殊環(huán)境可以及時的應對和處理。化學材料的表面處理技術并不只是涉及化學知識,還與物理等學科知識有所交叉。筆者認為化學材料表面處理這項技術,擁有較好的發(fā)展前景,值得業(yè)內人士的關注和重視。
一、研究背景分析
(1)化學材料表面處理概述。
化學材料的表面處理技術誕生于上個世紀,主要從原子科學角度來闡釋相關的原理和性質,是表面工程學科的一個分支。時至今日,現(xiàn)代化學材料表面處理技術已經(jīng)集合了不同學科和不同領域的知識和優(yōu)勢,主要包括物理學、有機化學、表面化學等多個學科。不同學科之間通過相互完善、相互促進的方式,來完成對化學材料表面處理技術的提升。通過對于材料表面進行化學處理和物理處理的方式,將化學材料當中的成分和結構進行改變,以此來賦予化學材料更多的特性,比如抗腐蝕性、耐磨損性和絕緣性等等,使之更符合工業(yè)領域的使用需求和工作效能,延長化學材料的使用壽命。我們知道,在一些特殊條件下,化學材料需要具備更高的抗腐蝕性或者耐磨損性能。隨著時代和科技的不斷發(fā)展,工業(yè)以及其他領域對于化學材料的表面處理技術的要求會更加嚴格。為了滿足各行各樣對于材料性能的標準和需求,化學材料表面處理技術應當吸取最先進科技成果,研發(fā)出更具實用性的處理技術,獲得了突破性發(fā)展。
(2)化學材料表面處理的發(fā)展背景。
化學材料的表面處理技術是現(xiàn)代化學的重要分支。從1960年誕生以來獲得了飛速發(fā)展,成為化學領域不得不提的關鍵技術。上文提到化學材料的表面處理技術已經(jīng)逐漸成為一個跨領域和跨學科的先進技術,是一個真正融合各項技術的綜合型學科。豐富的理論基礎加上廣泛的實際應用使之呈現(xiàn)廣闊的市場前景。伴隨著社會的不斷發(fā)展,人們的生活環(huán)境離不開化學技術的加持,工業(yè)領域也不能離開化學相關技術的推動。化學材料的表面處理技術將順應當前科學領域的形勢,不斷實現(xiàn)創(chuàng)新。在這種環(huán)境與背景下,化學材料表面處理技術的發(fā)展將向著多元化、現(xiàn)代化、創(chuàng)新化方向發(fā)展。
二、化學材料表面處理技術分析
(1)金剛石薄膜涂層技術。
金剛石是一種堅硬的物質,利用金剛石制造的刀具可以割開堅硬的玻璃。金剛石薄膜涂層技術是最堅硬的耐磨涂層,所以被廣泛的應用到化學材料表面處理領域。金剛石薄膜涂層技術在電子原件的制作上也有比較好的應用。根據(jù)資料研究發(fā)現(xiàn),金剛石薄膜涂層的硬度比較高,導熱性能也比較好,碳元素組成所以具備極高的穩(wěn)定性,一般不會被其他物質侵蝕和磨損。所以通過涂抹金剛石薄膜涂層,可以有效提升化學材料的硬度,加強導熱性,減少其他物體接觸和腐蝕,可以在一些高強度的工作環(huán)境中長時間保存。
(2)化學鍍技術。
化學鍍技術指的是在不通電情況之下發(fā)生了氧化還原反應,通過強還原劑還原金屬離子溶液中的金屬,并在物質表面形成致密鍍層的方法。化學鍍的類型有很多,根據(jù)鍍層材料進行區(qū)分,有鍍銀、鍍銅、鍍鎳等等?;瘜W鍍的主要優(yōu)勢是材料處理相對更加美觀,更加耐腐蝕。另外,化學鍍的工藝過程比較簡單,在不同領域都有一定涉及,重點是在不通電環(huán)境下就可以實現(xiàn)?;瘜W鍍方式處理過的化學材料,涂層不容易脫落,成本比較低,用來鍍層的溶液可以反復使用,所以獲得廣泛的認可。但是化學鍍的工作效率比較慢,所以不適合大規(guī)模的生產方式。
(3)激光表面處理技術。
激光表面處理技術的崛起是在20世紀70年代大功率激光器出現(xiàn)以后。激光表面處理技術在化學材料表面處理領域屬于先進技術之一。主要利用大功率的激光器在化學材料的表面進行激光作業(yè),對材料進行加熱,形成特殊的表層,改變了材料的特點和性能,提升了材料的各項標準。由于激光器的參與,所以激光表面處理技術相對來說工作效率更高,操作起來也更簡便,成本可以得到有效控制。尤其是在激光處理過程中,材料表面基本不會出現(xiàn)變形的現(xiàn)象,減少了殘次品的產生導致的成本加劇問題。激光表面處理技術主要是提升了化學材料的耐磨性和耐腐蝕性,減少熱處理帶來的弊端。筆者認為隨著激光技術的進一步深入,激光表面處理技術也會向著更高層次發(fā)展。
(4)熱噴涂技術。
熱噴涂技術出現(xiàn)的時間比較早,所以其技術和設備的發(fā)展都比較成熟。熱噴涂技術主要的工作原理就是通過加熱的方式對材料進行噴涂,使化學材料的物理性質發(fā)生變化,比如變軟或者完全的液態(tài)處理。然后通過高速熱源氣流將已經(jīng)軟化或者液化的涂層噴射到化學材料的表面,兩者就會相互熔解,以此來達到化學材料的表面處理效果。熱噴涂技術由于誕生的時間比較早,經(jīng)過一個多世紀的發(fā)展已經(jīng)相當完善。所以熱噴涂技術的應用領域除了大型的工業(yè)材料還包括日常生活中簡單的裝飾品,包括對舊物品的修補等。熱噴涂技術在新時期也沒有被工業(yè)領域所拋棄,反而煥發(fā)新的活力。熱噴涂技術有極高的成功率和使用經(jīng)驗,新的科技背景下,利用熱噴涂技術需要提升工藝水平,向著創(chuàng)新方向進發(fā)才能收獲更廣闊的發(fā)展空間。
三、結語
隨著工業(yè)領域的不斷發(fā)展與進步,化學材料表面處理技術的應用范圍將變得更加廣泛,通過研究的不斷深入,未來實現(xiàn)智能化和自動化將成為現(xiàn)實。了解化學材料表面處理的各項技術和應用,能夠在不同需求和環(huán)境條件下選擇和開發(fā)最合適的技術方式進行處理。所以明確和掌握化學材料的幾種處理方式,將有助于化學領域的發(fā)展與實踐。
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作者簡介:劉博涵(1999-),男,漢族,河北邯鄲磁縣人, 就讀于河北省衡水武邑中學。