摘 要:本文概述了國際標準化組織金屬及其他無機涂層技術(shù)委員會(ISO/TC 107)的工作現(xiàn)狀和國際標準化進展。ISO/TC 107負責金屬及其他無機涂層領(lǐng)域的標準化工作,包括涂層特性、制備方法、測試與檢驗以及基體材料預(yù)處理等方面。截至2024年4月,ISO/TC 107已頒布163項國際標準,推進中標準22項。這些標準主要分為涂層分類與命名、性能要求、制備方法與工藝以及檢測與評定方法幾類,其中檢測與評定方法類標準數(shù)量最多,占比52%。中國在ISO/TC 107工作中表現(xiàn)積極,成果豐碩,頒布國際標準5項,推進中標準10項。此外,本文還分析了金屬及無機涂層國際標準化工作的發(fā)展趨勢,并提出工作建議。
關(guān)鍵詞:金屬及無機涂層,ISO/TC 107, 國際標準化
DOI編碼:10.3969/j.issn.1002-5944.2024.17.048
0 引 言
金屬及無機涂層作為一種重要的表面處理技術(shù),在航空航天、汽車制造、電子信息等多個領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用[1-4]。涂層技術(shù)不僅可以提升基體材料的性能,如耐腐蝕性、耐磨性、導熱性等,還可以賦予其特殊的功能,如電磁屏蔽、超疏水、超親水等[5-8]。然而,涂層技術(shù)的多樣性和復(fù)雜性使得不同涂層之間的性能評估和比較變得困難。沒有統(tǒng)一的國際標準來規(guī)范涂層的特性、制備方法和測試手段,就會導致市場上涂層產(chǎn)品的質(zhì)量和性能參差不齊,給生產(chǎn)者和消費者帶來困難。為了確保涂層產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,促進國際貿(mào)易的順利進行,國際標準化組織(ISO)成立了金屬及無機涂層技術(shù)委員會ISO/TC 107,專注于該領(lǐng)域的標準化工作[9]。
ISO/ TC 107自成立以來已制定了大量國際標準,涵蓋了涂層技術(shù)的各個方面[10]。通過對ISO/TC107已頒布的國際標準和推進中的標準進行梳理和分析,能夠總結(jié)成功經(jīng)驗,找到未來的發(fā)展方向,從而為涂層技術(shù)的國際標準化工作提供參考和啟示。
1 國際標準化組織金屬及無機涂層技術(shù)委員會
ISO/TC 107是國際標準化組織中負責金屬及其他無機涂層領(lǐng)域標準化工作的委員會,成立于1962年。ISO/TC 107的工作范圍包括:(1)通過電解、熔融、真空或化學方法、沉積或離子鍍等制備的防護性和裝飾性金屬涂層特性的標準化。(2)通過電解、熔融、真空或化學方法在金屬表面制成的防護性和裝飾性非金屬涂層(不包括油漆和其他有機涂層)特性的標準化。(3)以上涂層的測試和檢驗方法的標準化。(4)基體材料預(yù)處理的標準化。
目前,ISO/TC 107秘書處由韓國技術(shù)標準局承擔,有22個參與成員國和25個觀察成員國。從組織結(jié)構(gòu)上看,ISO/TC 107設(shè)有1個主席咨詢組、4個工作組和5個分技術(shù)委員會,具體信息見表1。其中,中國在2017年申請并獲批物理氣相沉積涂層分委會(ISO/TC 107/SC 9),在2021年申請并獲批原子層沉積工作組(ISO/TC 107/WG 5)。各工作組及分委會對負責其工作范圍內(nèi)的國際標準推進工作,不在各工作組和分委會工作范圍的金屬及其他無機涂層相關(guān)標準由TC 107直接負責。
2 金屬及無機涂層國際標準化工作現(xiàn)狀
2.1 國際標準制修訂情況
截至2024年4月,ISO/TC 107已頒布國際標準163項,推進中國際標準22項[10],具體數(shù)據(jù)如圖1所示。從頒布總數(shù)上看,熱噴涂、搪瓷、電鍍涂層相關(guān)的國際標準較多,而化學轉(zhuǎn)化、物理氣相沉積、原子層沉積涂層相關(guān)數(shù)量較少,這可能與后者的分委會或工作組成立時間較晚有關(guān)。然而,從近5年頒布及推進中標準數(shù)量上看,電鍍、物理氣相沉積相關(guān)及TC 107直接負責的數(shù)量較多。此外,在已頒布的163項國際標準中,有5項由中國牽頭制定;推進中的22項國際標準中,有10項由中國發(fā)起。
2.2 金屬及其他無機涂層國際標準分類
從內(nèi)容上看,已成功頒布的163項國際標準主要分為以下幾類:
(1)涂層分類與命名標準
在國際上,涂層的分類與命名需要遵循一定的標準和規(guī)范,以確保全球行業(yè)內(nèi)對涂層產(chǎn)品的統(tǒng)一認識和準確標識。例如,國際標準ISO 20523規(guī)定了類金剛石涂層的分類和設(shè)計[11]。這一類標準數(shù)量占總數(shù)的12%左右。
(2)涂層性能要求標準
涂層性能要求標準主要規(guī)定了涂層應(yīng)滿足的各項性能指標,以確保涂層在使用過程中具有良好的表現(xiàn)。例如ISO 14922規(guī)定了熱噴涂制造商的質(zhì)量要求[12]。這類標準數(shù)量占總數(shù)的36%左右。
(3)涂層制備方法與工藝標準
涂層制備方法與工藝標準主要規(guī)定了涂層的制備方法和工藝過程,包括對涂層的原料選擇、比例、工藝參數(shù)、操作步驟等方面的要求和規(guī)定。例如ISO 12679提供了金屬涂層噴涂工藝的指南[13]。這類標準數(shù)量占總數(shù)的10%左右。
(4)涂層檢測與評定方法標準
涂層檢測與評定方法標準主要規(guī)定了涂層檢測和評定的具體要求和測試方法。這些標準通常包括涂層的物理性能測試、成分與結(jié)構(gòu)分析、結(jié)合力測試、硬度測試、耐磨性測試等方面的要求。例如國際標準ISO 3882總結(jié)了涂層厚度的測量方法[14]。這類標準數(shù)量占總數(shù)的52%左右,是占比最高的一類標準。
2.3 參與成員國參會情況
國際標準的制定需要各國之間的密切合作與交流,因此,參加技術(shù)委員會的工作會議對推進國際標準進程至關(guān)重要。表2列出了2 015—2 0 23年各參與成員國參加I S O/ T C 10 7會議的代表人數(shù),其中2020—2022年為線上會議。從表中可以看出,參會較為積極的成員國為日本、韓國、中國、德國、英國和芬蘭;而部分成員國幾乎不參與ISO/ TC 107的工作會議,如葡萄牙、澳大利亞、印度等,這對金屬及其他無機涂層領(lǐng)域的國際標準化工作造成了阻礙。
3 金屬及無機涂層領(lǐng)域國際標準化工作發(fā)展趨勢
技術(shù)創(chuàng)新引領(lǐng)標準化:隨著我國工業(yè)的進步與涂層領(lǐng)域的發(fā)展,原子層沉積、激光熔覆等涂層制備技術(shù)層出不窮,很多復(fù)合工藝也被開發(fā)出來以滿足苛刻的服役要求。而國際標準的制定相對技術(shù)的更新存在滯后性,這些新技術(shù)為未來國際標準化工作提供了新的方向。
環(huán)保和低碳成為重要考量:在全球環(huán)境保護意識不斷提高的背景下,涂層領(lǐng)域的國際標準化工作將更加注重環(huán)保和低碳要求,涂層材料的環(huán)保性、生產(chǎn)過程的綠色性以及產(chǎn)品的能源利用效率等成為制定國際標準時的重要考量。這將推動涂層領(lǐng)域向更加綠色、可持續(xù)的方向發(fā)展。
國際合作加強:國際標準化工作需要各國之間的緊密合作。隨著全球經(jīng)濟一體化的加深,各國在金屬涂層領(lǐng)域的交流和合作也將不斷加強,進而推動國際標準的統(tǒng)一和協(xié)調(diào),提高標準的國際認可度和影響力。
自動化和智能化技術(shù)的應(yīng)用:隨著自動化和智能化技術(shù)的不斷發(fā)展,涂層的生產(chǎn)工藝也將逐步向自動化和智能化發(fā)展。這將有助于提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低生產(chǎn)成本,同時也將推動相關(guān)標準的制定和更新。個性化和定制化需求的增加:隨著市場需求的不斷變化,涂層產(chǎn)品的個性化和定制化需求也將不斷增加。這將對國際標準化工作提出更高的要求,需要制定更加靈活和多樣化的標準,以滿足市場需求。
4 總結(jié)與展望
回顧ISO/TC 107在金屬及無機涂層領(lǐng)域的國際標準化工作可以看出,該委員會在推動全球涂層技術(shù)標準化方面取得了顯著成果。ISO/TC 107已頒布的國際標準涵蓋了涂層技術(shù)的多個方面。這些標準的制定和實施,為涂層技術(shù)的質(zhì)量控制和性能評估提供了重要依據(jù),促進了涂層技術(shù)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展。同時,我們也看到中國在ISO/TC 107中扮演著越來越重要的角色,如積極承擔職務(wù)、參與國際標準化活動、制定和推廣國際標準等。這不僅提升了中國在國際涂層技術(shù)領(lǐng)域的地位和影響力,也為國內(nèi)涂層技術(shù)的發(fā)展注入了新的動力。
展望未來,金屬及其他無機涂層領(lǐng)域的國際標準化工作將朝著更加高效、環(huán)保、智能和個性化的方向發(fā)展。ISO/TC 107一方面需要積極跟蹤涂層技術(shù)的最新發(fā)展動態(tài),關(guān)注新興涂層技術(shù)的標準化需求;另一方面,應(yīng)提高各參與成員國的參與度和積極性。除此之外,ISO/TC 107可以加強與其他國際組織、行業(yè)協(xié)會和科研機構(gòu)的合作。中國也將繼續(xù)積極參與涂層領(lǐng)域的標準化工作,為其發(fā)展貢獻更多智慧和力量。相信在各方的共同努力下,能夠制定出更加科學、合理、有效的國際標準,推動全球涂層產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。
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[11]ISO/ TC 107 Metallic and other inorganic coatings.Carbon based films - Classification and designations: ISO20523:2017[S]. Switzerland: International Organization forStandardization, 2017.
[12]ISO/TC 107 Metallic and other inorganic coatings. Thermal spraying - Quality requirements for manufacturers of thermal sprayed coatings: ISO 14922: 2021[S]. Switzerland:International Organization for Standardization, 2021.
[13]ISO/ TC 107 Metallic and other inorganic coatings.Thermal spraying - Recommendations for thermal spraying: ISO 12679: 2011[S]. Switzerland: International Organization for Standardization, 2011.
[14]ISO/TC 107 Metallic and other inorganic coatings. Metallic and other inorganic coatings - Review of methods of measurement of thickness: ISO 3882: 2024[S]. Switzerland:International Organization for Standardization, 2024.
作者簡介
林玥,通信作者,碩士研究生,助理研究員,研究方向為表面技術(shù)及其標準化。
易娟,碩士研究生,高級工程師,研究方向為材料保護。
(責任編輯:張瑞洋)