tialn涂层性能综述

第一篇：tialn涂层性能综述

关于先进热障涂层的综述

摘要：在过去的几十年中，许多陶瓷材料都被作为新型的热障涂层材料，其中很大一部分都是氧化物。由于它独特的性能，这些新型化合物很难与最先进的热障涂层材料YSZ相媲美。另一方面，由于YSZ有一些缺点，尤其是在1200℃以上时它有限的高温性能使得在先进的燃气轮机中YSZ被其他材料所取代。

本篇文献是对不同新型涂层材料的综述，尤其是参杂氧化锆、烧绿石、钙钛矿和氯酸盐等材料。文献的结果还有由我们的研究调查得出的结果都将同我们的要求相比较。最终，我们将讨论双层结构这个概念。它是一种克服新型热障涂层材料冲击韧性的方法 关键词： 热障涂层、氧化锆、烧绿石、钙钛矿、氯酸盐、热导率

一、 简介

TBC系统是典型的双层式结构，它包括金属粘结层和陶瓷顶层。粘结层是保护基层氧化和腐蚀的并有改善陶瓷层和基层之间结合强度的作用。陶瓷顶层相比金属机体而言拥有很低的热传导率，通过内冷发陶瓷层可以实现一个很大的温差度(几百K)。因此，它既可以降低金属基体的温度以提高部件的使用寿命又可以提高涡轮发动机的点火温度来提高它的工作效率。

自19世纪50年代第一个军用发动机搪瓷涂层的制造起热障涂层开始了工业化发展。在19世纪60年代，第一个带有NiAl粘结层的火焰喷涂陶瓷涂层应用于商业航空发动机上。接下来的几十年中，热障涂层材料和喷涂技术持续的发展。19世纪80年代热障涂层迅猛发展。在这十年中，氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)被认为是一种特殊的陶瓷顶层材料，因为它作为一个近30年来的标准而被确立。

根据沉积工艺的不同，已经确立了两种不同的方法。一种是电子束物理气相沉积(EB-PVD)，另一种是大气等离子喷涂(APS)。电子束物理气相沉积法制备的涂层拥有柱状显微结构并被广泛应用于航空发动机的高热机械载荷叶片中。同电子束物理气相沉积法相比，大气等离子喷涂以它的操作粗放度及经济可行性为傲，因此现在更多的TBC采用这种方法。典型静态部件，像燃烧器罐和叶片平台都是用APS进行喷涂。在固定的燃气轮机中，其叶片也常使用热喷涂的方法进行喷涂。

燃气涡轮机效率的进一步提升有赖于燃烧及冷却技术的进步与更高的涡轮机入口温度相结合。这意味着由于在高温下烧结和相转变，标准材料YSZ必然会接近它的极限。

由EB-PVD和APS方法加工的YSZ包含亚稳态的T`相。长时间处于高温下，它能够分解成高氧化钇相和低氧化钇相。后者在冷却过程中将会转变成为单斜晶相并伴随很大的体积增加，这将导致TBC的失效。公认的上限温度是1200℃。另外，由于有限的相稳定性以及烧结导致涂层应变公差的损失而降低了它的高温性能，因此涂层会过早的失效。

所以，在最近的几十年中，人们为了寻找比YSZ更好的陶瓷材料做了大量的工作。很多的综述性文献都包含这个主题。本文提供了这个领域中最新发展的概要。

二、 烧绿石

为了在1300℃以上的条件下服役，拥有烧绿石结构的TBC材料比YSZ有更具吸引力的性能。特别是一些锆酸盐烧绿石更低的热导率使得这类材料更加令人关注。同样，它们有着很不错的热稳定性，这可能与晶体中阳离子有着固定的位置有关。广泛的研究中，烧绿石是稀土锆酸盐(Ln2Zr2O7)，其中Ln(镧)可以是La、Gd、Sm、Nd、Eu和Yb中的任意一个或是他们的混合物。一些以铪(La2Hf2O7 和 Gd2Hf2O7)和铈(La2Ce2O7 and La2(Zr0.7Ce0.3)2O7))为基的材料同样也是备受关注的TBC材料。事实上，以铈为基的氧化物通常是一种有缺陷的萤石结构，这种结构使得阳离子的交换更加容易，这也解释了为什么这些材料有很高的烧结率。在La2Zr2O7中惨杂其他元素能够提高它的烧结阻力。

在烧绿石中，La2Zr2O7 (LZ)是TBC应用最具前景的材料之一。因为它相比YSZ具有更加出色的体特征，在2000℃以上时它具有不错的热稳定性能，热导率很低1.56 W/m K，烧结倾向也很低。但它也有缺点，它的热膨胀系数较低。YSZ的热膨胀系数为10–11×10−6 K−1，LZ的热膨胀系数大概是9×10−6 K−1，由于热膨胀系数不匹配将导致较高的热应力。在这方面，Gd2Zr2O7更具有优势，它的热膨胀系数是1.1×10−6 K−1 。

因为基体和粘结层都具有相当高的热膨胀系数(大约15×10−6 K−1)，由于工作过程中TBC中靠近粘结层的位置的应力堆积使得裂纹能很容易的扩展。这可能就是为什么La2Zr2O7 和Gd2Zr2O7 单独作为陶瓷顶层材料时TBC的寿命很低的原因。

在双层系统中(图1),有一层YSZ层和一层由烧绿石材料制成的顶层。这种涂层在热循环测试中的寿命显著提高。

图1 锆酸镧/YSZ双层结构热障涂层的光学显微结构

在这种双层结构中，YSZ使它具有接近粘结层的韧性，顶层的烧绿石材料使涂层拥有低烧结和高温稳定性。这些基于烧绿石/YSZ的双层系统表现出的比YSZ优秀的高温性能从而有望应用于提高燃气轮机的热性能。图2 是使用以NiCoCrAlY为粘结层，IN738为基材并采用不同TBC系统进行喷涂的燃烧器所得到的实验结果。在给定的循环条件下(5分钟加热，2分钟冷却)低空率的YSZ系统(大约12%)在1350℃以上时寿命明显降低。由于以上原因，单层的TBC系统的表现更差。在尤利西研究所，由La2Zr2O7 粉末通过喷雾干燥制成的双层系统表现的更好并且能够提高TBC系统的高温性能超过100K。如果把之前实验中的试样换成商用Gd2Zr2O7 ，表现出的性能上稍差。另一方面，尤利西研究所使用不同粉末的实验显示它有一个很好的循环寿命(看图2)。很明显，粉末的形态和成分对涂层的性能有重要的影响。

图2

把表面温度作为函数，不同TBC的系统的燃烧室热循环测试结果

尽管很多烧绿石材料相比于钙钛矿结构材料，使用热喷涂方法更容易处理，但仍存在一些问题。其中之一就是在喷涂过程中成分的损失。由于La2Zr2O7 中损失La2O3， 导致不稳定ZrO2 的杂质相。这是不利于涂层的性能的。

尽管双层系统的高温性能很有前景，但还是有必要提升它的中文性能。Chen 提出 分级YSZ/La2Zr2O7 结构能够稍微提高熔炉的循环寿命。另一方面，R. Vassen 的一个梯度测试研究结果说明于分级结构相比，双层系统的性能比较好。

这两个相对立的结果可能是由于在梯度测试中，室温时涂层中的平均应力和储存弹性能量相比等温测试时有所降低所造成的。

由焙烧粉末(50% La2Zr2O7

50% YSZ)混合制成的YSZ和La2Zr2O7 双层系统的化学稳定性研究中，在1250℃以下的煅烧温度没有反应，这意味着La2Zr2O7

和 YSZ 由很好的化学适用性来制造双层TBC系统。

另一方面，烧绿石与铝的反应温度提高。因此，在长期使用过程中，粘结层上形成的氧化皮(铝基，所谓的热生长氧化层(TGO))与烧绿石之间的反应是能预料到的。然而，这个问题由于双层结构而被避免了。

一些伴有腐蚀物的特定反应在一些案例中也许也是有好处的。最近，所谓的CMAS(钙-镁-铝-硅)攻击已经备受关注了。首先，在航空发动机高温作业时能够观察到这种损坏机制，由空气细碎片的吸入形成CMAS在TBC上沉积。在很高的表面温度下他们开始液化并且渗入到涂层中。在冷却过程中，它们凝固并且减小涂层的应变公差。像Gd2Zr2O7的一些烧绿石能够与硅酸盐发生反应导致晶化，CMAS的渗透也会很早的停止。因此，相比YSZ，一些烧绿石能更好的对抗CMAS。

三、 TBC的缺陷群

在这种新型的TBC材料中，向氧化锆中参杂不同的稀土阳离子。这种参杂形成参杂物聚集群像ZrO2–Y2O3–Nd2O3(Gd2O3,Sm2O3)–Yb2O3(Sc2O3)系统，能够降低大概20 to 40%热导率。对于5.5 mol% Y2O3–2.25 mol% Gd2O3–2.25 mol% Yb2O3稳定的氧化锆其热导率从ZrO2–4.5 mol% Y2O3DF的2.3 到2.6 W/m/K降低至1.6–1.9 W/m/K.。对于8.5 mol% Y2O3–0.75 mol% Gd2O3–0.75 mol% Yb2O3稳定的氧化锆其热导率为1.8 and 2.1 W/m/K。此外，参杂物能够提高涂层的热稳定性。与传统的YSZ相比，缺陷群集TBC的热导率随时间的增加显著地降低(例：1315℃时，传统YSZ热导率为2.9×10−7，缺陷群集TBC热导率2.7×10−6 W/m Ks)。这证明了它能够提高涂层的热稳定性。在相近的参杂物水平下，与传统的YSZ相比，它的热循环性能有所提升或与之相近。使用氧化锆或者氧化铪缺模型的缺陷群聚方法使高达1650℃的耐高温能力成为可能。

对于更高的参杂等级，立方相很稳定。同传统的7–8 wt.%氧化钇稳定的氧化锆相比，由于韧性的降低我们能观察到它热循环性能有所降低。同烧绿石的讨论相似，双层结构能够显著改进其性能。在1135℃，进行45分钟/15分钟 加热/冷却 循环，涂层热循环寿命从300-400次提升到500-800次。

四、六铝酸盐

磁铁铅矿结构的六铝镧酸盐常被用于激光技术、催化剂和磁学等领域。由于它的高熔点，高热膨胀系数，低热导率，优秀的长时间电阻烧结和高达1800℃结构稳定性等特点，这类材料在热障涂层应用中也有其优越性。它的组成式是(La,Nd)MAl11O19，其中M可以是 Mg Mn Zn Cr Sm 。实验证明添加Li对其有利。其中最令人关注的是(La,Nd)MAl11O19，根据它的热物理性能和APS中出现的问题已被广泛的研究。由于从熔融态快速淬火，大气等离子喷涂涂层是部分非晶态。根据初始热处理再结晶发生在800℃到1200℃，它伴随涂层体积的大幅度降低。

大量关于六铝酸盐参杂物的热物理性能的研究说明LnMgAl11O19 (Ln=La, Gd, Sm, Yb)的热膨胀行只与La有关，而热导率可以通过共参来降低。

体积收缩归功于部分非晶六铝酸盐的晶化。这与逐步相变有关，包括由La–Al–Mg氧化物体系中形成的第二相。六铝酸盐相在1500℃以上形成。在1400℃以下能够观察到像LaAlO3这样典型的钙钛矿相。 类似的结论也出现在更简单LaAl11O18六铝酸盐中，由于动力学效应，在1650℃以下没有发现纯六铝酸盐相。我们认为低杨氏模量和高断裂韧性是这些涂层热循环寿命较长的原因。这主要是因为六铝酸镧片晶的随机排列，这是均衡的微孔率的成因并降低了陶瓷的热导率。这种片晶形态依赖于样品的来源和成分。高横纵比的片晶使它的断裂韧性更高。

再结晶现象被认为是等离子喷涂沉积的六铝酸盐涂层最主要的缺点。人们一直在寻找它的代替方法。不幸的是，在溶胶-凝胶或浸渍技术中煅烧时温度的要求和电子束物理气相沉积中Mg的挥发会给沉淀过程带来一些困难，然而，等离子喷涂六铝酸盐涂层能生长出切割裂纹网络，这增加了涂层的应变公差进而产生了一个热冲抗力，在TBC应用中这是很有利的(见图3)。这可能归因于一个在联锁网络陶瓷块中的应力释放机制，类似于一种在柔性砂石中发现的一种机制。当把它用作双层TBC系统的顶层时，在高达1350℃的热梯度的燃烧室测试中具有很不错的寿命。最近，提出了使用由AL和六铝酸镧额分级复合材料来提高TBC的延展性和断裂韧性。

五、钙钛矿

这类ABO3的晶体结构是晶角原子共享的正八面体结构，它是刚性的。在固溶液中它能够容纳各种离子，包括大原子质量的离子。这种材料大多在高温下很稳定，这使得它们成为在发展TBC应用材料发展中备受关注的候选者。

5.1 锆酸盐

早期TBC应用的候选材料是BaZrO3。 尽管它的融化温度高达2600℃，但它的热稳定性和化学稳定性都很差，导致热循环测试中当表面温度为1200℃时涂层过早的失效。相比之下SrZrO3，无论是作为单独的陶瓷顶层还是在双层结构中覆盖在YSZ层上，当高于1250℃的表面温度下它都有更好的热循环性能表现。在730℃左右的中温，它从斜方晶转变成为伪四方晶，这是我们不想看到的相变。通过参杂Gd或Yb可以抑制这样的相转变同时也可以提高涂层在高温下的热物理性能。另一方面，CaZrO3被认为是这类材料在TBC应用中的最新材料。尽管它的熔点比YSZ要低，它的热导率很低，只有2W/M .K。

5.2 复杂形式

除了高熔点外，复杂钙钛矿另一个值得关注的特性是B位阳离子的成序效应，它能够调节材料的性能。在大气等离子喷涂中，沉积的涂层常常表现为无序立方相这些无序立方相在高于1250℃热处理时能够转变为有序的。在La(Al1/4Mg1/2Ta1/4)O3中也能观察到相似的成序效应。这种材料显示出更有前景的涂层性能，因为在等离子喷涂涂层中存在着垂直裂纹网络。使用这种材料作为双层结构的涂层的微观结构如图4所示。

尽管钙钛矿的整体特性很不错，但是它的韧性不如YSZ。在大气等离子喷涂过程中，由于氧化物蒸汽压的不同导致组成锆酸盐的非氧化锆成分以及复杂钙钛矿中的氧化镁先蒸发。这种效应会导致不利于涂层性能的非化学计量相的沉积。最近的研究表明，通过优化等离子喷涂参数来缩短粒子在等离子焰流中的时间能够使这种效应最小化。

然而等离子喷涂BaLa2Ti3O10时并没有观察到成分挥发的现象。这种钙钛矿有利于降低热导率，这是因为在分层氧化物中的含有刚性多面体的不同平面之间存在着弱粘结面。在1200℃时它的热循环性能比过去的7YSZ要好，这是因为大气等离子喷涂涂层上的分割裂纹的存在，不存在因为非化学计量杂质相的沉积而所造成的缺点。

然而，进一步的实验需要证明具有相当低熔点的这类材料是否适用于超过1200℃的高温应用。

六、结论

在过去，我们研究了很多不同的TBC材料。其热导率和热膨胀系数都列在表1中并在图5中有所标示。显而易见，烧绿石和缺陷群集材料占据着最令人关注的范围，即：低热导率及高膨胀系数。正如本文所述，这些材料在加工工程中没有出现很严重的问题，这表明就目前而言，这些材料是最合适的。然而，今后的发展也许会揭示其他材料的某些特性，如热循环性能和热稳定性。

第二篇：涂层工艺

1. 真空涂层技术的发展

真空涂层技术起步时间不长，国际上在上世纪六十年代才出现将CVD(化学气相沉积)技术应用于硬质合金刀具上。由于该技术需在高温下进行(工艺温度高于1000℃)，涂层种类单一，局限性很大，因此，其发展初期未免差强人意。

到了上世纪七十年代末，开始出现PVD(物理气相沉积)技术，为真空涂层开创了一个充满灿烂前景的新天地，之后在短短的

二、三十年间PVD涂层技术得到 迅猛发展，究其原因，是因为其在真空密封的腔体内成膜，几乎无任何环境污染问题，有利于环保;因为其能得到光亮、华贵的表面，在颜色上，成熟的有七彩色、 银色、透明色、金黄色、黑色、以及由金黄色到黑色之间的任何一种颜色，可谓五彩缤纷，能够满足装饰性的各种需要;又由于PVD技术，可以轻松得到其他方法 难以获得的高硬度、高耐磨性的陶瓷涂层、复合涂层，应用在工装、模具上面，可以使寿命成倍提高，较好地实现了低成本、高收益的效果;此外，PVD涂层技术 具有低温、高能两个特点，几乎可以在任何基材上成膜，因此，应用范围十分广阔，其发展神速也就不足为奇。真空涂层技术发展到了今天还出现了PCVD(物理 化学气相沉积)、MT-CVD(中温化学气相沉积)等新技术，各种涂层设备、各种涂层工艺层出不穷，如今在这一领域中，已呈现出百花齐放，百家争鸣的喜人 景象。

与此同时，我们还应该清醒地看到，真空涂层技术的发展又是严重不平衡的。由于刀具、模具的工作环境极其恶劣，对薄膜附着力 的要求，远高于装饰涂层。因而，尽管装饰涂层的厂家已遍布各地，但能够生产工模涂层的厂家并不多。再加上刀具、模具涂层售后服务的欠缺，到目前为止，国内 大多数涂层设备厂家都不能提供完整的刀具涂层工艺技术(包括前处理工艺、涂层工艺、涂后处理工艺、检测技术、涂层刀具和模具的应用技术等)，而且，它还要 求工艺技术人员，除了精通涂层的专业知识以外，还应具有扎实的金属材料与热处理知识、工模涂层前表面预处理知识、刀具、模具涂层的合理选择以及上机使用的 技术要求等，如果任一环节出现问题，都会给使用者产生使用效果不理想这样的结论。所有这些，都严重制约了该技术在刀具、模具上的应用。

另一方面，由于该技术是一门介乎材料学、物理学、电子、化学等学科的新兴边缘学科，而国内将其应用于刀具、模具生产领域内的为数不多的几个骨干厂家，大 多走的也是一条从国外引进先进设备和工艺技术的路子，尚需一个消化、吸收的过程，因此，国内目前在该领域内的技术力量与其发展很不相称，急需奋起直追。

2. PVD涂层的基本概念及其特点

PVD是英文“Physical Vapor Deposition”的缩写形式，意思 是物理气相沉积。我们现在一般地把真空蒸镀、溅射镀膜、离子镀等都称为物理气相沉积。

较为成熟的PVD方法主要有多弧镀与磁控溅射镀两种方式。多弧镀设备结构简单，容易操作。它的离子蒸发源靠电焊机电源供电即可工作，其引弧的过程也与电 焊类似，具体地说，在一定工艺气压下，引弧针与蒸发离子源短暂接触，断开，使气体放电。由于多弧镀的成因主要是借助于不断移动的弧斑，在蒸发源表面上连续 形成熔池，使金属蒸发后，沉积在基体上而得到薄膜层的，与磁控溅射相比，它不但有靶材利用率高，更具有金属离子离化率高，薄膜与基体之间结合力强的优点。 此外，多弧镀涂层颜色较为稳定，尤其是在做TiN涂层时，每一批次均容易得到相同稳定的金黄色，令磁控溅射法望尘莫及。多弧镀的不足之处是，在用传统的 DC电源做低温涂层条件下，当涂层厚度达到0.3μm时，沉积率与反射率接近，成膜变得非常困难。而且，薄膜表面开始变朦。多弧镀另一个不足之处是，由于 金属是熔后蒸发，因此沉积颗粒较大，致密度低，耐磨性比磁控溅射法成膜差。

可见，多弧镀膜与磁控溅射法镀膜各有优劣，为了尽可能 地发挥它们各自的优越性，实现互补，将多弧技术与磁控技术合而为一的涂层机应运而生。在工艺上出现了多弧镀打底，然后利用磁控溅射法增厚涂层，最后再利用多弧镀达到 最终稳定的表面涂层颜色的新方法。

大约在八十年代中后期，出现了热阴极电子枪蒸发离子镀、热阴极弧磁控等离子镀膜机，应用效果很好，使TiN 涂层刀具很快得到普及性应用。其中热阴极电子枪蒸发离子镀，利用铜坩埚加热融化被镀金属材料，利用钽灯丝给工件加热、除气，利用电子枪增强离化率，不但可 以得到厚度3~5μm的TiN 涂层，而且其结合力、耐磨性均有不俗表现，甚至用打磨的方法都难以除去。但是这些设备都只适合于TiN涂层，或纯金属薄膜。对于多元涂层或复合涂层，则力 不从心，难以适应高硬度材料高速切 削以及模具应用多样性的要求。

目前，一些发达国家(如德国CemeCon、英国ART- TEER、瑞士Platit)在传统的磁控溅射原理基础上，用非平衡磁场代替原先的平衡磁场、50KHz 的中频电源代替原来的直流电源、脉冲电源取代以往的直流偏压，采用辅助阳极技术等，使磁控溅射技术逐步成熟，已大批量应用在工模涂层上，现在已稳定生产的 涂层主要有 TiAlN、AlTiN、TiB

2、DLC、CrN，我国广东、江苏、贵州、株洲等地也已陆续引进此种设备，大有星火燎原之势。

3. 现代涂层设备(均匀加热技术、温度测量技术、非平衡磁控溅 射技术、辅助阳极技术、中频电源、脉冲技术) 现代涂层设备主要由真空室、真空获得部分、真空测量部分、电源供给部分、工艺气体输入系统、机械传动部分、加热及测温部件、离子蒸发或溅射源、水冷系统等 部分组成。

3.1 真空室

涂层设备主要有连续涂层生产线及单室涂层机两种形式，由于工模涂层对加热及机械传动部分有较高要求，而且工模形状、尺寸千差万别，连续涂层生产线通常难以满足要求，须采用 单室涂层机。

3.2 真空获得部分

在真空技术中，真空获得部分是重要组成部分。由于工模件涂层高附着力的要求，其涂层工艺开始前背景真空度最好高于6mPa，涂层工艺结束后真空度甚至可达0.06mPa以上，因此合 理选择真空获得设备，实现高真空度至关重要。

就目前来说，还没有一种泵能从大气压一直工作到接近超高真空。因此，真空的获得不是一种真空设备和方法所能达到的，必须将几种泵联合使用，如机械泵、分子泵系统等。

3.3 真空测量部分

真空系统的真空测量部分，就是要对真空室内的压强进行测量。像真空泵一样，没有一种真空计能测量整个真空范围，人们于是按不同的原理和要求制成了许多种类的真空计。 #p#分页标题#e#

3.4 电源供给部分

靶电源主要有直流电源(如MDX)、中频电源(如美国AE公司生产的PE、PEII、PINACAL);工件本身通常需加直流电源(如MDX)、脉冲电源(如美国AE公司生产的PINACAL+)、或射频电源(RF)。

3.5 工艺气体输入系统

工艺气体，如氩气(Ar)、氪气(Kr)、氮气(N2)、乙炔(C2H2)、甲烷(CH4)、氢气(H2)、氧气(O2)等，一般均由气瓶供应，经气体 减压阀、气体截止阀、管路、气体流量计、电磁阀、压电阀，然后通入真空室。这种气体输入系统的优点是，管路简捷、明快，维修或更换气瓶容易。各涂层机之间 互不影响。也有多台涂层机共用一组气瓶的情况，这种情况在一些规模较大的涂层车间可能有机会看到。它的好处是，减少气瓶占用量，统一规划、统一布局。缺点 是，由于接头增多，使漏气机会增加。而且，各涂层机之间会互相干扰，一台涂层机的管路漏气，有可能会影响到其他涂层机的产品质量。此外，更换气瓶时，必须 保证所有主机都处于非用气状态。

3.6 机械传动部分 刀具涂层要求周边必须厚度均匀一致，因此，在涂层过程中须有三个转动量才能满足要求。即在要求大工件台转动(I)的同时，小的工件承载台也转动(II),并且工件本身还能同时自转(III)。

在机械设计上，一般是在大工件转盘底部中央为一大的主动齿轮，周围是一些小的星行轮与之啮合，再用拨叉拨动工件自转。当然，在做模具涂层时，一般有两个转动量就足够了，但是齿轮可承载量必须大大增强。

3.7 加热及测温部分

做工模涂层的时候，如何保证被镀工件均匀加热比装饰涂层加热要重要得多。工模涂层设备一般均有前后两个加热器，用热电偶测控温度。但是，由于热电偶装夹 的为置不同，因而，温度读数不可能是工件的真实温度。要想测得工件的真实温度，有很多方法，这里介绍一种简便易行的表面温度计法 (Surface Thermomeer)。该温度计的工作原理是，当温度计受热，底部的弹簧将受热膨胀，使指针推动定位指针旋转，直到最高温度。降温的时候，弹簧收缩，指 针反向旋转，但定位指针维持在最高温度位置不动，开门后，读取定位指针指示的温度，即为真空室内加热时，表面温度计放置位置所曾达到的最高温度值。

3.8 离子蒸发及溅射源

多弧镀的蒸发源一般为圆饼形，俗称圆饼靶，近几年也出现了长方形的多弧靶，但未见有明显效果。圆饼靶装在铜靶座(阴极座)上面，两者为罗纹连接。靶座中 装有磁铁，通过前后移动磁铁，改变磁场强度，可调整弧斑移动速度及轨迹。为了降低靶及靶座的温度，要给靶座不断通入冷却水。为了保证靶与靶座之间的高导 电、导热性，还可以在靶与靶座之间加锡(Sn)垫片。

3.9 水冷系统

因为工模涂层时，为了提高金属原子的离化率，各个阴极靶座都尽可能地采用大的功率输出，需要充分冷却;而且，工模涂层中的许多种涂层，加热温度为400~500℃，因此，对真空室壁、对各个密封面的冷却也很重要，所以冷却水最好采用18~20℃左右的冷水机供水。

为了防止开门后，低温的真空室壁、阴极靶与热的空气接触析出水珠，在开门前10分钟左右，水冷系统应有能力切换到供热水状态，热水温度约为40~45℃。

4. 工模具PVD 的工作步骤

工模具 PVD 基本工艺流程可简述为：IQC→前处理→PVD→FQC，分别介绍如后。

4.1 IQC

IQC(In Quality Control)的主要工作除了常规的清点数量 ，检查图纸与实物是否相符外，还须仔细检查工件表面，特别是刃口部位有无裂纹等缺陷。有时对于一些刀具、刀粒的刃口，在体式显微镜下观察，更方便发现问 题;另外，IQC 的人员还要注意检查待镀膜件有无塑胶、低熔点的焊料等，这些东西如果因漏检而混入镀膜程序，则将在真空室内严重放气，轻者造成整批产品脱涂层，重者使原本 OK 的产品报废，后果不堪设想。

4.2 前处理工艺(蒸汽枪、喷砂、抛光、清洗)

前处理的目的是净化或粗化工件表面。 净化就是要去除各种表面玷污物，制备洁净表面。通常使用各种净化剂，借助机械、物理或化学的方法进行净化。

粗化与光蚀相反，其目的在于制备粗糙的表面以提高喷涂 层或涂料装饰的结构强度。

我们现在已有的前处理主要方法为：高温蒸洗、清洗、喷砂、打磨、抛光等方法。

4.2.1 高温蒸洗

目前，PVD 车间常用的高温蒸洗设备是蒸汽枪。它的最大工作温度可达145℃，气压在3~5巴左右。由于模具中经常带有一些细小孔、螺纹孔，孔内中常常有油污、残余冷却液等杂质，用常规清洗的方法难以除去。此时，高温蒸洗设备便可最大程度的发挥它的优越性。

4.2.2 清洗

各厂工模涂层前清洗程序大致如下：

①超声波除蜡→②过水→③超声波除油→④过水→⑤超声波自换→⑥过水→⑦过纯水→⑧强风干燥

具体实施时，与我们所熟悉的装饰涂层前的清洗又有许多不同。这是因为装饰涂层的底材大多为不锈钢或钛合金，不容易生锈。此外，装饰涂层对水印、点痣等缺 陷是绝对不允许的。因此，装饰涂层对纯水的水质要求极高，甚至要达到15MΩ 以上。要保证清洗的高质量，可以通过反复清洗，并在高质量的纯水加超声波中长时间浸泡来得到。但是，工模的清洗就不同，尤其是一些热做模具钢，如果像装饰 涂层那样去清洗，就会锈得一塌糊涂。

由于工模涂层的原始表面状态，除了一些高标准的镜面模具以外，一般较装饰涂层要粗糙，因而， 对涂层后的表面状态的要求也不象装饰涂层那样高，这就允许我们采取快速过水，用干燥、无油的压缩空气吹干，然后对工模强风干燥的方法来处理。而那些高标准 的镜面模具，一般均为136 等不锈钢，可以借用装饰涂层的清洗法。

总而言之，工模涂层前的清洗方法因工模所使用的材料的不同而不同，因工模涂层前的表面状态的不同而不同，且不可千篇一律。下面是几种材料生锈由难到易的排序，供参考：

不锈钢、硬质合金、金属陶瓷合金、DC

53、高速钢、8407有一种自动清洗机型号为CR288，产自德国。该机一次最大清洗量为80KG，主要用于清 洗刀具、小型零部件、或小尺寸的模具。它共有三个清洗缸，里面的溶液分别为自来水+清洗剂、自来水、去离子水。除了常见的超声波、大水冲洗、喷淋、摆动、 热风干燥等功能外，该机另外一个优点是最后设有抽真空步骤，可以使水分尽快挥发掉。

自动清洗机内存十种工艺，均由供方预先设定。一至九可分别用于不同类型的产品、不同的表面状态的净化处理。第十种用于加注清洗剂。

4.2.3 喷砂

喷砂法是借助压缩空气使磨料强力冲刷工件表面，从而去除锈蚀、积碳、焊渣、氧化皮、残盐、旧漆层等表面缺陷。按磨料使用条件，喷砂分为干喷砂与湿喷砂两类。

喷砂的工艺参数主要有枪距、倾角、装夹台旋转速度、移动速度、行程、往返次数、喷砂时间、喷砂气压。我们已使用过的参数有枪距：30~70mm; 倾角30~70°; 装夹台旋转速度10~30;往返次数3~9次;喷砂气压：1.8~3.5巴等。具体操作时，根据工件表面脏污程度，工件硬度，工件表面几何形状等因素，选 取上下限。我们在干喷砂机中所选用的磨料为玻璃珠，适合喷一些硬度介中的材料，如油钢、模具等;在液体喷砂机中所选用的磨料为氧化铝，硬度较高，适合喷一 些硬度高的材料，如硬质合金材料。对于工模涂层而言，喷砂所使用的磨料粒度也很重要。如果磨料粒度过大，则工件表面太粗糙;如果磨料粒度太小，又会降低打 击力度，甚至嵌在工件表面，清洗难以去除，从而使工件涂层附着力降低。为此，欧洲一些国家，对工模涂层前喷砂所用磨料粒度做过仔细研究，严格到必须保证 85%以上的晶粒度在中A、B两点范围内才能使用。相比之下，我国磨料的供应商还缺乏这方面

的共识，我们也很少有做这方面的检验。

4.3 PVD 涂层工艺(加热、离子清洗、涂层、冷却、工艺气体、气压、温度、溅射功率)

4.4 FQC

FQC 的英文全拼为：“Function Quality Control”，意思是功能质量控制 ， 它有别与一般意义上的OQC(Out Quality Control) 。FQC 的内容主要包括外观检查、层深检查、附着力检查、耐磨性检查、抗蚀性检查、模拟性测试等方法。我厂目前应用的主 要有外观检查、层深检查和附着力检查。

由于我们所接触的产品大多都是不允许做破坏性检查的，因而我们在镀膜时，每批都会放进随批试样。做层深检查和附着力检查的时候，大多数情况下，实际上是 对随批试样进行检查。因为试样与产品在原材料、热处理状态、装夹位置等方面都难于一致，所以这样检测出的结果，与产品实际值会有一定的误差。有时可能还会 有相当大的误差，只能做参考使用。当然，必要的时候，我们也可以通过制作模拟件，达到准确测量的目的。

4.4.1 外观检查

对于开门取件后的产品，应仔细检查表面有无裂纹、掉涂层、疏松等缺陷。对于刀具、刀粒，还需在显微镜下仔细检查它们的刃口状态。

4.4.2 层深检查

层深检查有切片金相观察法、X-ray 检查法、用单色光做光源的光学测试法、球磨仪测试法等多种方法。工模涂层的层深检查是在球磨仪上进行的。方法是先用直径为10mm的钢球与测试表面滚磨，然后在显微镜下测量磨痕的有关数据，带入公式中，即可方便算出层深。

这种层深检查法的特点是：方便适用，误差稍大。但这种误 差应用于工模上面影响不会太大。有兴趣的同事还可参阅有关的说明书。

附着力的检查方法有很多，各个厂根据自己产品的特点，都制定了相应的检测方法。其中，比较权威的方法有两种，一种是在洛氏硬度计上，以圆锥型金刚石压头 做压痕试验，在显微镜下观察，以压痕周边裂纹的多少来判断涂层附着力的高低。该方法对金刚石压头的形状要求很高，不但严格要求中心点在圆的中心，而且金刚 石圆锥的圆度必须十分规则。遗憾的是，目前，我国还没有它的国家或行业标准;另一种方法是划痕法，我国有些涂层发起较早的科研部门，也是采用的该方法，有 专门的国家行业标准可供查询。

5. 工装夹具的处理

6. 涂后处理工艺(喷砂、涂脂技术)

7. 检测技术(结合力的检测、层深的检测、酸蚀)

8. 涂层剥离技术(TiN/TiAlN 的剥离技术、CrN/DLC/CrAlTiN 的剥离技术、硬质合金的表面涂层剥离技术)

9.涂层刀具的应用技术(涂层的正确选择、涂层刀具的正确使用)

涂层对刀具的优化非常大，由于高速切削加工比传统切削加工所产生的温度要高，应用涂层，可以发挥其耐高温、抗氧化及加硬材质等作用。例如，氮化铬(CrN)涂层可降低磨擦系数，改善光洁度及排屑情况

第三篇：涂层知识介绍

涂层知识介绍(仅供参考)

一、涂层剂介绍

涂层胶的分类方法很多，按化学结构分类主要有：

1. 聚丙烯酸酯类(PA);2. 聚氨酯类(PU); 3. 聚氯乙烯类(PVC);4. 有机硅类;5. 合成橡胶类(如聚氯丁橡胶等)。

此外，还有聚四氟乙烯、聚酰氨、聚酯、聚乙烯、聚丙烯和蛋白质类。目前主要应用的是聚丙烯酸酯类和聚氨酯类。

按在使用上采用的介质不同分为溶剂型和水系型两种。

油性涂层胶是以油性溶剂(甲苯、DMF、丁酮等)作为溶剂，将丙烯酸或聚氨酯溶解而成。其优点是成膜性好、牢度好，PU能贴热风胶，是当前普遍使用的涂层胶。缺点是由于使用了油性溶剂，所以环保方面欠缺一点，特别是现在石油涨价，导致油性溶剂价格一路彪升，大部分的涂层胶由于成本太高，所以使用了比较差的油性溶剂，导致环保不达标，另外随着各国环保标准的进一步提高，所以对涂层胶的环保要求越来越高。

水性涂层胶是以水作为溶剂将丙烯酸或聚氨酯树脂通过专门的乳化设备，乳化而成。其最大的优点是：品种多、环保、价格低廉，现在有很多涂层都是用水溶性胶，例如：一般的水溶性PA、水溶性PU还有皮膜胶、油感腊感、刮色浆料等功能性浆料。水溶性以其功能性、环保性、和价格低廉，将是今后涂层的方向。缺点是成膜性差、水洗牢度差、PU不能贴热风胶。

按涂层工艺及焙烘条件不同又有干式涂层胶和湿式涂层胶，低温交联涂层胶和高温交联涂层胶之分。干式和低温交联涂层胶因其涂层工艺简单，焙烘温度低，省力节能，它们是未来涂层织物发展的趋势。 聚丙烯酸酯涂层胶(Polyacrylate简称PA)亚克力

性能：耐日光和气候牢度好，不易泛黄;透明度和共容性好，有利于生产有色涂层产品;耐洗性好;粘着力强;成本较低。弹性差，易折皱;表面光洁度差;手感难以调节适度。 聚氨酯涂层胶(Polyurethane 简称PU)

聚氨酯全称为聚氨基甲酸酯，是分子结构中含有—NHCOO—单元的高分子化合物，该单元由异氰酸基和羟基反应而成。聚氨酯涂层剂是当今发展的主要种类，它的优势在于：

涂层柔软并有弹性;涂层强度好，可用于很薄的涂层;涂层多孔性，具有透湿和通气性能;耐磨，耐湿，耐干洗。

其不足在于：

成本较高;耐气候性差;遇水、热、碱要水解。 PU涂层剂分类

PU涂层剂按组成分类有：聚酯系聚氨酯;聚醚系聚氨酯;芳香族异氰酸酯系聚氨酯;脂肪族异氰酸酯系聚氨酯。

按使用上采用的介质分为溶剂类和水系类。

溶剂型PU涂层胶

溶剂类PU具有良好的强伸度和耐水性，但毒性大，易燃烧。从组分上来说，它还分为双组分类和单组分类。双组分产品由预聚物和交联剂组成，预聚物是将异氰酸酯与低聚多元醇反应生成的末端为羟基的预聚物。交联剂则是含有多个(三个以上)异氰酸酯基的化合物。溶剂型PU涂层胶大多使用DMF，或甲苯与异丙醇的混合物作为溶剂。为了达到防水透湿的效果，溶剂型涂层整理剂一般采用湿法涂层工艺加工织物。

水系型PU涂层胶

水系型又分为水溶性和水分散型两种。水系PU用于织物涂层整理，量大面广，并有较好的防水性。水系PU涂层胶通常用于干法涂层。为提高涂层产品的耐水性、柔软性和耐久性，应进行前、后防水整理。

从防水涂层的看，PVC防水虽好，但冬天会发硬，变脆，容易产生折痕或断裂，重量也大于PU涂层。PU涂层不仅能克服PU的缺陷，防水也很不错。硅类涂层类似于PU，但是有更好的延展性，且在涂抹厚度很小的情况下能达到PU多次涂层的效果。

二、复合膜介绍 PTFE复合膜 聚四氟乙烯(PTFE)复合织物是集防水、透湿、防风等性能于一体的高功能织物。多微孔的PTFE薄膜形态结构易受粉尘和汗液中油脂的污染,堵塞微孔，而且变形回复性较差，是第一代Core-tex防水透湿面料。

第二代Core-tex防水透湿面料，在拒水的PTFE膜的一面涂覆亲水拒油的聚氨醋(PU)类防水透湿涂层。这层亲水层防止了微孔膜的污染，使Core-tex织物保持更长久的防水透湿性能，不利之处是织物的透湿性能有所下降。

PTFE复合膜与各类织物复合后可广泛用于：

防寒服面料:如防寒服，极地防护服，沙摸防护服，恶劣气候防护服等。

特种防护服面料:消防服，防生化服，浸水作业服，防寒抗浸服，农药作业防护服，酸碱防护服，手术服等。

运动服装:登山服，跑步服，高尔夫球服，滑雪服，钓鱼服，狩猎服等。 鞋，帽，手套、睡袋，帐篷、雨具等。 PU复合膜

TPU复合膜，即热塑亲水性聚氨酯薄膜的透湿原理首先是亲水性链段吸收人体体温散发的湿气,藉亲水性链段的运动,将湿气由内部迅速向外层扩散(即由高压向低压扩散),然后将湿气向外界大气中蒸发。即利用热塑性聚氨酯的特殊分子结构,由亲水性基团将水分子逐一传递出去,达到高透湿性的目的。其次,由于它表面无孔,其雨水风雪不能渗入,一般耐水压可达9.8×104 Pa(10000mm H2O)以上。TPU可水洗,耐低温可达-30℃,质地轻软,是一种较理想的价格又不高(与PTFE膜比)的层压薄膜材料。

产品待性：绿色环保、极好的透气透湿性;绝对防水性、防血污、抗菌;防风且耐寒、防绒、滑爽;耐久性、超泼水整理;易去污整理，可正常水洗。

适用范围： 野战军服、消防、军队特用服装;防护用品、军队用帐蓬、睡袋及邮政包;登山、滑雪、高尔夫等运动用衣;鞋帽用材、箱包、遮光窗帘、防紫外线伞布;防雨、透气的雨披、休闲风衣;医保用品。

产品规格： 门幅宽度：1500mm ;产品厚度：0.012~0.025mm 1)低透透明膜、低透雾面膜、低透乳白膜

2透湿指标：大于1000g/m*24hrs(ASTME96BW2000版) 耐静水压指标：大于10000mmH2O(AATCC127) 2)中透透明膜、中透雾面膜、中透乳白膜

2透湿指标：大于3000g/m*24hrs(ASTME96BW2000版) 耐静水压指标：大于10000mmH2O(AATCC127) 3)高透透明膜、高透雾面膜、高透乳白膜

2透湿指标：大于5000g/m*24hrs(ASTME96BW2000版) 耐静水压指标：大于10000mmH2O(AATCC127)

适合针织、机织、无纺布等各种不同面料贴合，现在市场上做的最多的TPU复合面料主要为：

四面弹+TPU+摇粒绒，就是人们常叫的SoftShell。四面弹主要为75D(做女装)和100D(做男装)，摇粒绒主要为75D/72F和100D/144F两种。可以有平纹、斜纹、格子等很多风格。由于其防水、透湿、防风、保暖，使用范围现在已经不局限于普通的户外运动服装，很多国外大型公司将其作为员工的工作服。

化纤机织布+TPU+Tricot(涤纶经编网眼布)。机织布主要春亚纺、塔丝隆、牛津布、桃皮绒、尼丝纺等。普通的如228T塔丝隆可以作为冲锋衣的主要面料;而尼龙迷彩印花的面料就可以做军队服装;荧光类的面料可以做警察服等工装;

微孔性PU复合膜，透气性好。

亲水性和微孔性结合的PU复合膜，能结合两者的优点 PTFE与TPU结合的复合膜，能克服PTFE的一些弱点。

PTFE复合膜、TPU复合膜、PU复合膜各种延伸产品，有色、无色、彩色膜等。 PVC薄膜产品

三、复合涂层产品赋予面料的特点

(一)风格复合涂层 光感涂层

光泽感涂层,不仅赋予产品靓丽、多彩的外观，同时由于其采用涂层的加工方式，其所用涂层剂的成膜使该类产品同时具有表面光洁、反光隔热、抗酸碱、耐老化、防风防水、防钻绒等性能，根据处理工艺的不同还可具有遮光、抗紫外线及反射红外线等特点。在树脂中渗人金属粉末，形成金属层，反射人体的辐射热，向人体辐射远红外线，提高织物保暖性，并促进人体微循环的功能。产品手感柔软、有弹性、尺寸稳定。

光泽感涂层产品主要体现在视觉效果上，通过在涂层剂中添加各种无机物粉末和金属粉末以涂层的方式施加到织物上，增加了织物亮丽的时尚元素，穿着时具有活力和光艳的新鲜感，尤其适合于年轻人穿着、携带及其用在舞台服饰上，具有很强的视觉冲击力和光泽感的艺术效果。

这类产品包括珠光、铜粉、镭射片、银粉涂层类产品等，主要用于服装加工。

除用于服装领域外，大量用于装饰和雨具，如遮阳伞、遮光窗帘、雨伞等，更能显现其独特的功效。 皮膜涂层

无光皮膜涂层(哑光型皮膜)，一般以涤棉、纯棉布为基布，斜纹亦可。膜感强，手感柔软细腻达到仿真皮效果，使织物身价倍增。可作高档服装。

绒毛感涂层，视觉上似磨毛之绒面，而非磨毛工艺而成。触觉上带油滑性绒感，超柔软手感，达到较好的仿鹿皮效果。

油蜡涂层，涂层视觉和触觉有油感或腊感.或二者兼有。可作成皮膜型，也可保存布纹，甚至露底可分有色或透明。

高弹挺括涂层，采用仿氨纶高弹涂层胶涂层，使织物产生仿氨纶般的高回弹性、高伸长率的风格特点，手感挺括，柔软滑爽，若增加水洗或砂洗后整理工艺，能使低档面料使用价值大为提高。适用于纯棉、涤棉、丝绸、人棉、麻类服装面料涂层。

乳感皮膜、色胶皮膜等。 透明涂层

透明涂层处理主要达到保护织物本身的染色牢度，使织物挺括;同时还具有防水、防风等功能，透明涂层增加了色彩的亮度，使产品看上去光鲜亮丽。

透明涂层产品保留了原来织物的色彩和风格，迎合了现代年轻人时尚、求新、求异的口味，更为独特的是，其具有反常规纺织品要求的柔软悬垂感、无声无息的特性，产品挺括纸感、穿着沙沙作响。因此，一经问世在国际上就引起广泛关注，成为目前的时尚面料之一。

无膜感防钻绒涂层，用作涤弹春雅纺、涤塔夫绸等涂层。可获得特柔软、滑爽的独特风格，且可获得优异的耐水压，达到理想的防钻绒效果。

(二)功能型复合涂层 防水透湿、防风

采用亲水性或微孔性高分子功能材料涂覆各种基布或采用透湿薄膜与织物层压复合，实现织物防水与透湿功能的统一。防水透湿产品具有防水、防风、透湿的独特功能，表现为人穿着时不会感到闷热，并且能适量地调节体温，保持身体内部的干爽和舒适。防水透湿产品是21世纪科技的重大突破，亦称为“可以呼吸的全功能面料”。目前国产产品也可达到很高的防水透湿性，一般耐水压10000-30000mm，透湿量21500-10000g/(m.24hr)。

加工方式：直接涂层、或复合贴膜。直接复合用的涂层剂有：亲水性PU，聚四氟乙烯、微孔PU;复合贴膜：聚四氟乙烯膜、亲水性PU膜

按需要可加工不同档次如高防水低透湿型、低防水高透湿型等产品，产品用于普通服装、运动服装、军用服装、医用服装和特种职业服包括警服、消防服、通信、建筑、交通、航空、野外作业服等领域。作为医用服装能有效防止病人血液、体液感染医务人员;作为军用服装具有重量轻，使用温度在-40℃时性能不变的优点。 抗紫外涂层

采用PA ,PU ,PVC和橡胶等涂层给予超细陶瓷或金属氧化物如氧化锌、氧化钦和氧化铁等混合后进行涂层整理。使紫外线屏蔽剂与涂层剂牢固地粘合在织物上，制成抗紫外线织物。产品具有紫外线屏蔽性，防护紫外线对人体带来的伤害，如皮肤炎、色素杏干皮症、皮肤癌、免疫功能低下、诱发白内障等。在臭氧层破坏的区域如澳大利亚，人们穿着它尤为重要。 定向反光涂层产品

定向反光产品也称回归反射产品俗称反光产品，它是将反光元器件如玻璃微珠(珠光粉)施加于织物上，利用光线在玻璃微珠内折射反射后回归的光学原理，使反射光按人射光方向大部分地返回光源方向。这种产品是一种具有安全功能的产品。当在夜间或黑暗处活动的人员穿着或携带此种回归反射安全材料，在遇有光线照射时，由于回归反射的功能，会产生醒目的效果，提高自身的能见度，从而使处于光源处的人员很快地发现目标，有效地避免事故的发生，保证人身的安全。 远红外涂层产品

远红外涂层产品是将远红外纳米级陶瓷粉末制成涂层浆料利用涂层的办法施加到纺织品上。用此种材料制作的远红外线服装的功能有:使服装内的温度比普通织物更高，具有保暖功能;穿这种服装有一种轻松舒适的感觉，具有消除疲劳、恢复体力的功能;对神经痛、肌肉痛等疼痛症状具有缓解的功能;对关节炎、肩周炎、气管炎、前列腺炎等炎症具有消炎的功能;对肿瘤、冠心病、糖尿病、脑血管病等常见病具有一定的辅助医疗功能;具有抗菌、防臭和美容的功能。 记忆特性涂层

采用随温度、湿度变化的形状记忆聚氨酯进行涂层，使涂层能随温度、湿度变化而发生变化，从而让人感觉更加舒适。

另外，在涂层整理剂中加入与之配备的阻燃剂、抗菌剂等可开发出各类功能型产品。而且，涂层整理剂还可应用在棉织物防皱免烫、针织物的形态固定、羊毛的防缩、机可洗加工等。

四、各种涂层加工介绍

类似涂层的后整理大致分为:浸扎、干法涂层(包括发泡涂层)、湿法涂层、复合(PTFE,TPU,PU)、TPU或PVC压延、其中干法涂层的种类最多，不易区分。 涂层加工介绍

1、PA涂层，又叫AC胶涂层，即聚丙烯酸涂层，是目前最普通最常见的一种涂层，涂后可增加手感，防风，有垂感。

2、PU涂层，即聚氨酯涂层，涂后织物手感丰满，有弹性，表面有膜感。

3、防绒涂层，即指防羽绒涂层，涂后能防止羽绒跑绒，适合做羽绒服面料。但现在涂层中凡有水压要求的PA涂层也叫防绒涂层。

4、PA白胶涂层，即在织物表面涂一层白色的丙烯酸树脂，能增加布面的遮盖率，不透色，并使布面颜色更鲜艳。

5、PU白胶涂层，即在织物表面涂一层白色聚氨酯树脂，作用基本同PA白胶，但是PU白胶涂后手感更丰满，织物更有弹性，牢度更好。

6、PA银胶涂层，即在织物表面涂一层银白色胶，使织物具有遮光，防辐射的功能，一般多用于窗帘、帐篷、服装。

7、PU银胶涂层，基本功能同PA银胶涂层。但PU涂银织物具有更好的弹性、更好的牢度，对于帐篷等要求高水压的面料，PU涂银相对PA涂银更好。

8、珠光涂层，通过对织物表面珠光涂层，使织物表面具有珍珠般光泽，有银白色和彩色的。做成服装非常漂亮。也有PA珠光和PU珠光之分，PU珠光比PA珠光更加平整光亮，膜感更好，更有“珍珠皮膜”的美称。

9、油光涂层，涂后表面光滑油亮，一般适用做台布桌布。

10、有机硅高弹涂层，又叫纸感涂层。对于薄型棉布很适合做衬衣面料，手感丰满，很脆又富有弹性，具有很强的回弹性，抗皱。对于厚型的面料，弹性好，牢度好。

11、皮膜涂层，通过对织物表面进行压光和涂层，使织物表面形成皮膜，完全改变织物的风格。一般皮膜面做成服装的正面，有皮衣的风格。有亚光和有光两种，并可在涂层中添加各种颜色做成彩色皮膜，非常漂亮。

12、阻燃涂层，通过对织物浸轧或涂层处理，使织物具有阻燃效果。并可在织物表面涂成颜色或银色。一般用做窗帘、帐篷、服装等。

13、特富龙三防处理，通过对织物用杜邦特富龙处理，使织物具有防水、防油和防污的功能。

14、抗紫外线涂层，通过对织物进行抗紫外线处理，使织物具有抗紫外线的功能，即阻止紫外线穿透的能力。一般浅色较难做，深色比较容易达标。

15、耐水压涂层，常规有600-20000之间，根要求结合PA、PU多层涂刮。

16、PVC涂层，涂后表面光滑油亮，一般适用做台布桌布等。

17、发泡涂层，需要单独的发泡机来预制浆料，常用于窗帘布、有手感柔软厚实、遮光等特色。

18、还有专门针对棉布的涂层，如：棉布刮色涂层、纸感涂层、洗旧涂层、隐纹涂层、油感涂层、腊感涂层、彩色皮膜涂层等等。 复合加工介绍 热熔复合，(热熔胶复合)

布贴膜，各类纺织面料贴PTFE、PU、TPU膜(有透明、雾面、白膜、加色、彩膜等)。产品具有高透湿、高耐水压，PTFE膜还具有耐高温性能。手感舒适柔软、防风耐寒、防绒、滑爽，且还可赋予抗紫外等多功能，可膜做面，雾面或特亮风格、有镜面效果。适合做登山、滑雪、高尔夫等运动服装、特殊工装、休闲服、防护服、医用品。

布贴布，各类有弹力面料复合。具有厚重感、防风、保暖、透气，风格种类多，手感柔软、舒适。适合休闲服装、汽车坐垫、装饰面料及家纺类。

三合一，各类纺织面料贴防水透湿膜后，再贴各种规格底布或其他面料网布等。产品具有高耐水压、透湿、防风保暖、手感柔软、穿着舒适、牢度优异。可广泛应用于高级运动系列、防护系列、医用及户外用品。

胶点复合(用水胶复合)

各类纺织面料相互复合，根据应用范围可分为家纺系列和服装面料系列。

家纺系列：手感挺括、丰满、耐水洗、抗皱、有高固纱效果。适用于：各类沙发面料、艺布及高级装饰材料、汽车坐垫等。

服装面料系列：手感柔软、厚实、耐水洗、干洗、砂洗、保暖性好、抗皱。可用于：冬季各类时装、休闲装、保暖服、风衣等。

五、防水透湿功能测试 A.透湿测试标准： 1.控制杯法

1.1 水蒸气透过法 1.1.1正杯法

A,中国国家标准:GB/T12704-91 B B,美国材料实验协会标准：ASTM E96 Produce B and D C,日本工业标准：JIS L-1099 A2 D,加拿大标准：(CGSB)-4.2 No.49-99 E,英国标准:BS 7209-1990 1.1.2倒杯法(也叫吸湿法) A，美国材料实验协会标准：ASTM E96 BW(1995版和2000版) 1.2 干燥剂法 1.2.1正杯法

A，中国国家标准：GB/T 12704-91 A B，日本工业标准：JIS L-1099 A1 C，美国材料试验学会标准：ASTM E-96 A、C、E 1.2.2倒杯法

A，日本工业标准：JIS L-1099 B

1、B2 B，美国材料试验学会标准：ASTM E-96 C，比利时UCB公司标准：UCB 法 D，英国标准:B.T.T.G法

最常用的方法：ASTM E96 BW，美国材料试验学会标准，水蒸气倒杯法。

由于美国在这个行业一直处于领先地位，而且该国的市场也非常的大，该方法测试的数据也相对较高，ASTM标准自然而然成为最常用的方法。现在大部分客户都采用该方法做检测。

测试原理如下：将被测试的织物覆盖在盛有蒸馏水的透湿杯上，固定后倒置，用精度为0.001g的顶加载天平称其重量，并将其安置在风洞排的位置上。在杯子进入温度为23℃、相对湿度50%、风速2.5m/s的环境室进行称量之前，记录环境的温度和相对湿度。每个杯子的重量和称量的时间都记录下来。将3h，6h，9h，13h，23h，26h，30h时的重量记录下来，用WVT=24*△m/(s*t)公式计算水蒸气传递速度。6个样品的平均值作为测试的结果，平均值乘以24转换为以g/m2*24h为单位的结果。

需要特别指出的是，ASTM E96 BW法有1995版和2000版，95版的测试条件不成熟，测试的相对数据较高，现在基本上采用的都是2000版。

测试结果最高的方法：JIS L-1099 B

1、B2 日本工业标准。

测试原理如下:用醋酸钾作为干燥剂。将PTFE薄膜用橡皮环箍在塑料杯上制成一个水蒸气通透杯子。在将薄膜包覆在杯子上之前，将足够的醋酸钾溶液放入到水蒸气通透杯子中，充满杯子容积约2/3。从每一织物上取出20cm*30cm见方的3块样品。每一样品放置在测试支撑架上。所有涂层或层压织物用橡皮环固定在支撑架上，并且涂层或层压面朝外。样品支撑系统的安装以能够漂浮在23℃水温的水槽中为准。在薄膜朝上方向测试完测试杯质量(包括试样、干燥剂和薄膜)后，迅速将测试杯倒过来并放入样品支撑架中。这一装配方式被放置在恒温30℃±2℃装置中。15min后，将测试杯取出恒温装置，将其倒置过来并测定其重量。水蒸气通透性按WVT=24*△m/(s*t)公式计算。

在透湿测试中，日本的干燥剂倒杯法似乎更收到生产商的青睐，因为它可以迅速在较小试样上进行测试，不需要对环境中的相对湿度进行控制，而且测试装置和耗材较为便宜。

2、出汗热盘法，也称皮肤模型法 A，ISO标准：ISO 11092 B，消防防护服测试：NFPA 1971 C，美国材料试验学会标准：ASTM F 1868-98 B D，德国标准：DIN 54 010 T01-A ISO 11092 出汗热盘法是一种用来测试模拟紧贴皮肤所发生的传热传质过程的装置。从测试原理来看，出汗热盘测试方法属于蒸发热转移阻抗法，是用于测量不同类型织物对水蒸气的阻抗(水蒸气阻抗是指织物两侧的蒸气压力差值除以压力梯度方向单位面积总的蒸发热流量)。蒸发阻抗越高，织物的呼吸性越差;蒸发阻抗越低，则透水汽性能越好，或者说出汗热盘法测试的是蒸气热传递阻力。蒸发阻力测试值(Ret值)范围一般为148.7～3.9m2Pa/w。

Ret值小于6时，认为是极端透气，在高运动水平时穿着舒适;在6与13之间时为非常透气，在高运动水平时穿着舒适程度一般，但在一般运动水平时穿着舒适;在13与20之间时为透气，在高运动水平时穿着不舒适，但在一般运动水平时穿着舒适;在20与30之间时，为低透气，在高运动水平时穿着非常不舒适，但在低运动水平时一般舒适;高于30时为不透气，在所有运动水平时穿着都不舒适。

出汗热盘法由于其更加合理性，正被越来越多的业者所采用。但是，国内面临最大的问题是现在还没有一家测试机构能够做该测试。 B.耐静水压测试标准：

2表示静水压的单位有N /m、kPa和水柱高度m。换算关系为1m水柱高度等于9. 82 kPa。 (1)低压测试方法：

中国国家标准GB /74744- 1997《纺织织物抗渗水性测定静水压试验》; 中国行业标准FZ/T01004- 1991《涂层织物抗渗水性测定静水压试验》中的低压法; 加拿大标准(CGSB)-4. 2No. 26. 3- 1995《纺织织物抗渗水性测定静水压试验》; 国际标准ISO1420- 1987《橡胶和塑料涂层织物抗渗水性测定静水压试验》; 日本工业标准J IS L- 1092《纺织品抗水性静水压试验A》; 美国纺织化学家和染色家协会标准AATCC 127《纺织品抗水性静水压试验》; 美国标准测试法(或美国材料实验协会标准)ASTM D751-1995《涂层织物抗水性测定B》等方法。 (2)高压测试方法：

FZ/T 01004- 1991《涂层织物抗渗水性测定静水压试验》中的高压法; ISO 1420- 1987《橡胶和塑料涂层织物抗渗水性测定静水压试验》; JIS L- 1092《纺织品抗水性静水压试验B 》; ASTM D751STD - 191A 5512 和ASTM D3393《涂层织物防水性标准说明》等方法

2国内常用YG812型水压仪测防水指标。按照GB4744-1984标准,试样以100 cm圆面积夹紧在仪器的夹头上,用(20±2)℃的水或(27±2)℃的水, (65±2)%相对湿度环境,在(980±50)Pa/min或(5880±295)Pa/min等速增加水压的情况下,观察试样表面,当出现三处渗水水珠时表示试样已透水。国外静水压测试仪一般按照能承受的静水压值的大小分为静压头试验仪和牧林水压测试仪,它们能承受的最大压力分别为99.9 kPa和1103.0kPa。

六、其他后整理加工

双色仿旧涂层整理--刮色涂层

随着人们对生活时尚的追求，服装面料也在发生着越来越多的变化。仿旧服装面料已不再局限于单一的牛仔布，提花织物经双色涂层、水洗后应用于服 装，更是别具一番风格。怎样能保证面色洗除30%-40%，从而恰到好处地露出底色，形成双色效果且具有仿旧风格，是最为要害的问题。

面料的选择要点：以布面纹理效果突出、明显为佳，这样更能体现色彩的鲜明对比和现代气息的风格。布面质量：整洁、要求无毛屑、断纱等疵点，从而保证成品布面的美观性。前处理要均匀、透彻，吸湿性要好，以免成衣水洗后产生色花、阴阳面等不良现象，有利于涂层色浆均匀、充分地渗入纤维，进而有利于水洗后颜色效果的体现。

工艺流程：落水定型——涂层——烘干(——涂层——烘干——)成衣——水洗 轧纹

漂白、印花或染色织物，经过树脂浸轧和适当烘干以后，用刻有花纹的金属辊进行热轧处理，使织物轧有凹凸花纹，再经高温焙烘固着树脂，使所轧凹凸纹具有耐洗耐穿性能，形成具有新颖凹凸风格的产品。此种工艺方法称为拷花或轧花。主要用于棉、合成纤维及混纺织物的加工。 烫金

鉴于烫金工艺的环保性，烫金已应用到越来越多的日常生活用品当中，它具有油墨无法取代的高光泽、具有较强的水洗牢度，且烫印后的布料可耐洗多次不掉色，使服装(布料)显得更加高贵和新潮，已博得越来越多人的青睐。使用方法：

(1)将配套之烫金浆用30T-43T网版印刷到布料上，印刷次数为2-3次，目的是使布料表面平坦以保证烫印效果;

(2)再将对应烫布料、烫金箔烫在烫金浆上，普通金银纸色的烫印温度为160°C左右，镭射烫金纸的烫印温度为130°C，时间均为15秒，(烫印时间、温度可自行调整，以烫印效果不变色为准)。

烫金方式

(1)热烫。把衣服放在转印机上后，把烫金纸有颜色的一面向上放在印好的烫金浆上，热转印机和烫金机温度调到160℃～170℃，热转印机需1～2s，烫画机需10～20s，烫出图案(一般根据不同的环境使用不同的参数)。

(2)冷烫。把烫金纸有颜色的一面向上放在印好的冷烫浆上，在承印区域用力平压即可。

烫金箔

烫金的主要材料是电化铝(也称金箔)，它是以涤纶薄膜为片基，涂上醇溶性染色树脂层，经真空喷镀金属铝，再涂上胶粘层而制成。即由基膜层、醇溶性染色树脂层(又可分为隔离层、染色层)、铝层和胶粘层组成。

基膜层是电化铝箔其它各层的载体薄膜，起着支撑作用，基膜层所用的材料为12～16μm厚的涤纶薄膜。

隔离层可以使电化铝箔的染色层与基膜层烫印时易分离;染色层用以显示电化铝箔的颜色，它是由三聚氰胺醛类树脂、有机硅树脂等和染料组成。

镀铝层可使电化铝箔呈现金属般的光泽，铝是很好的光反射材料，气态铝在真空下可均匀地附着在染色层表面。

胶粘层主要由甲基丙烯酸酯或虫胶组成，用以在烫印时使电化铝箔涂层粘接到承印材料上，并起保护镀铝层的作用。

烫金机理

烫金的工艺流程包括：

烫印准备→装版→垫版→烫印工艺参数的确定→试烫→签样→正式烫印。 其工艺主要是利用热压转移的原理。在合压作用下电化铝与烫印版、承印物接触，由于电热板的升温使烫印版具有一定的热量，电化铝受热使热熔性的染色树 脂层和胶粘剂熔化，染色树脂层粘力减小，而特种热敏胶粘剂熔化后粘性增加，铝层与电化铝基膜剥离的同时转印到了承印物上，随着压力的卸除，胶粘剂迅速冷却 固化，铝层牢固地附着在承印物上完成一烫印过程。

从电化铝的组成和烫印机理看，要想获得理想的烫印效果，烫印所用的电化铝箔必须符合下列要求：底层涂色均匀，没有明显色差、色条和色斑;底胶涂层均匀，平滑、洁白无杂质，没有明显条纹、砂点和氧化现象;光泽度好;牢固度强;清晰度高;型号正确。

特殊效果工艺

特殊效果烫金有皱纹烫金、凹凸烫金、两色混烫等等，需要精细的制作工艺，简述如下：

在烫金浆中加入少许发泡浆，印刷工艺同上。皱纹效果是在转印时把电化铝揉皱覆在图案上压烫，因烫金浆内有发泡浆起作用，压烫时浆面与电化铝皱面在高压下形成不规则的褶皱，自然美丽的皱纹立刻生成。凹凸效果是在烫金纸的上面再加一层揉皱的牛皮纸，压烫过程中烫金面呈现凹凸不平的大理石花纹效果，其烫印工艺同皱纹烫金。

PU、PA涂层鉴别

1、用橡皮用力压在布面上然后提起来，PA会跟着橡皮粘上来而PU则粘不起来。

2、在2块布的涂层面上各滴几滴甲苯(如有条件的话)，然后用手轻轻的搓PA 涂层会掉，PU 不易。

3、PA涂层弹性差，不耐皱。 PVC压延与PVC涂层鉴别

PVC压延是底布先打好底，PVC浆料是用PVC糊状树脂，通过专门的机器压成一定厚度的PVC膜，再经过高温压在底布上，然后切边打卷。 PVC涂层是有专门的PVC胶用干法涂层直接涂在底布上，然后烘干固化打卷。两者区别在于一个是压延法，一个是用干法直接涂层，做成的产品各有优缺点，压 延的优点：可以做得很厚，并且还能做花纹，但缺点：手感较差，牢度较差。而涂层的PVC优点：手感好，牢度好，价格便宜，缺点是：涂层厚度比较薄，对底布的要求高(纬密太稀的布不适合涂层) 区分，就是看它的厚度和牢度。

七、复合涂层产品市场

复合涂层产品主要应用市场

服装，运动服、防寒服、潜水服，时尚服装 户外用品，帐篷、睡袋、箱包

家用纺织品，窗帘、沙发布、桌布、装饰用品等 医用纺织品，手术服、防护服、创口贴基布等 军用纺织品，军服、降落伞、救生筏、救生衣

工业用品，防水布、遮阳布、充气床垫、赛艇用帆布 目前市场上主要的复合涂层产品 (附后)

八、常见疵点 刮色涂层

1、边中色差。(特别是宽幅织物)

使张力控制均匀，保持涂层平台上的布面平整。

涂层刀因长期使用的磨损出现弧度，此时要磨平涂层刀的刀口。 及时取样，调节弯棍，调节左右刀位。

2、加浆痕迹

加浆时要轻而均匀，最好在接头处追加浆料。 添置加浆槽，避免加浆时浆料与布面直接接触。

3、布面色点(涂层浆料中没有分散均匀的涂料微粒所致) 将涂料或色浆以100目以上的丝网过滤。

配制浆料时适当延长搅拌时间，以保证涂料微粒均匀地分散。

4、刀线的产生(毛屑或线头嵌于刀口而在布面形成的一条长痕，严重影响正品率) 加强前处理(使用胶带反粘)，保持布面的整洁。 特殊布种，采取一定的刷毛、吸尘、清洁措施。

5、涂层的露底现象。

调整浆料的厚薄，提高浆料的流动性。 适当加大吃刀深度。

6、成衣水洗后出现阴阳面、色花的现象。 剩余色浆尽量不要用，使用适宜分散剂。 要求前处理透彻、均匀，吸湿性能好。 涂层前清水定型，去除布面折皱印。

涂层过程中温度、车速等工艺参数要严格控制。 水洗过程控制。 涂层常见加工问题

染色时破边，导致涂层的浪费大

轧光涂层时温度没控制好，导致颜色变的厉害 刮刀的边缘要控制好，不然造成门幅浪费!

倒浆时应在一匹快结束时倒，可以有效控制倒浆印 保持涂层机干净，以免淡颜色的面料弄脏

缝头时要缝好，减少纬斜，要缝的牢固，否则面料从中间撕裂的话对机器和面料损耗都非常大 涂层第一刀最重要，所有的手感和吃浆，都由第一刀决定! 涂层产品疵点

1、手感发粘

涂层织物若出现手感发粘现象，应从两方面寻找原因:一是涂层胶选择是否合理，二是烘干及焙烘条件是否满足要求。涂层胶的正确选择是决定涂层织物品质的关键因素。但若涂层后的焙烘工艺不合理涂层整理剂不能很好地交联成膜，也容易引起织物的手感发粘。

2、折后白痕

出现折后白痕现象提示涂层胶没有在织物上很好地交联成膜。

首先，检查涂层胶的选择是否合理。不同的涂层胶表现出明显的风格、性能差别，使用条件也各不相同但即使同一类型的涂层胶，由于基布材质、组织结构的不同，涂层的膜结合牢度也会产生明显的差异。

其次，确定焙烘工艺条件是否合理。织物涂层是高分子材料在织物表面交联成膜的过程。因此焙烘条件是否充分直接影响涂层织物的膜结合牢度。通常涂层胶生产厂商会根据所提供涂层胶的结构与性能。给出一个大概的焙烘条件但实际生产中必须针对不同的基布、不同的设计要求进行反复的前期实验以确定最佳焙烘温度和时间确保涂层织物的膜结合牢度达到设计要求。

另外，选择不同的防水方式对涂层织物的膜结合牢度有一定影响。通常采用前防水方式虽然涂膜均匀、成膜薄。手感柔软但由于经过前防水整理的基布表面光滑，具有一定的拒水性。因而在一定程度上影响水性胶与荃布的结合。所以膜结合牢度相对于后防水方式略差。

3、刀丝

出现刀丝应及时检查涂层刀口是否沾有线头、碎屑、浆皮等杂物一经发现立即清除。另外缝头一定要处理好，最好采用包缝，确保平稳通过刀口。

涂层胶必须现用现配，并经充分搅拌、过滤。剩浆应密封保管存放以不超过48h为宜:再次使用前必须经过表面硬皮去除、搅拌、过滤。

4、布边漏胶

涂层设备探边装置灵敏度不足、预涂层半成品存在破边、脱针、掉铗疵病时易产生布边漏胶现象。因此涂层半成品的品质必须从严把关。遇毛边织物由于毛边影响光电探边装置对边缘的识别，因此更容易出现布边漏胶现象、应将涂层头两端挡料板各内调0.5cm，即可较好地解决布边漏胶的疵病。

第四篇：锌铝涂层介绍

一种新型金属表面防腐蚀涂层技术

锌铝涂层是将水性无铬锌铝涂料浸涂、刷涂或喷涂于钢铁零件或构件表面，经烘烤形成的以鳞片状锌为主要成分的无机防腐蚀涂层(外观偏灰)。锌铝涂层是近年来在锌铬涂层(即达克罗)基础上发展起来的一种新型环保型金属表面处理技术，有些资料中也称为无铬锌铝涂层、或无铬达克罗;锌铝涂层最早由美国金属涂层国际公司研制开发，该公司将这种新技术称之为交美特涂层。我国北京、上海、南京的一些厂家已在十多年前开始研制国产水性无铬锌铝涂料、并用于金属涂层产品上。

锌铝涂层是一种无废气排放、不添加重金属铬和铅的耐蚀性涂层。与传统锌铬防腐涂层相比具有以下特点：涂层中无金属铬、耐腐蚀性能基本相当、耐热性能良好(在≤300℃的较高温度下仍具有良好耐腐蚀性能)、具有深涂性能和再涂装性能。可适用于钢、铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种基体材料的腐蚀防护。由于高温烘烤成型工艺的因素，锌铝涂层施工过程中没有产生氢脆的问题(在这一点上，相比较优于电镀工艺)，与铝及其合金也不会产生电偶腐蚀。锌铝涂层可替代锌铬涂层，也可以替代部分电镀锌、电镀镉、热浸镀锌工艺。

今年1月我国正式发布了《GB/T 26110-2010 锌铝涂层 技术条件》国家标准，规定了钢铁零件、构件上锌铝涂层的技术要求和试验方法，标准同时适用于铸铁、铝及其合金、铁基粉末冶金等多种材料的表面保护，这项标准将于2011年10月1日实施。锌铝涂层国家标准的颁布和实施，必将有力地促进我国工业产品锌铝涂层这一环保新技术的发展。 近年来，国内外要求金属防腐蚀涂层中不得含有金属铅和铬，以便于保护环境和相关产品的回收和循环使用已成为现代涂装防护技术发展的趋势。美国环保署、美国职业安全和健康行政部门的相应规范和世界汽车行业规定的环保要求都有产品涂层中不得含有金属铬的规定;不含铬的交美特涂层作为有铬达克罗涂层的更新产品已经首先被汽车制造行业普遍认可和接受，许多国际知名汽车公司如福特、通用、宝马、沃尔沃、戴姆勒、克莱斯勒等都制定了零配件的交美特涂装(锌铝涂层)标准，要求产品必须使用交美特涂料涂装技术;我国政府颁布的《电子信息产品污染防治管理办法》也明确规定从2006年7月1日起在我国境内销售的所有电子信息产品都不得含有六价铬，随着清洁生产的深入和国家环保要求不断提高，更多产品也必将不得含有铬等重金属。尽管目前锌铬涂层(达克罗)的同厚度涂层的耐腐蚀性能还略优于锌铝涂层、生产成本低于锌铝涂层，但锌铬涂层存在着含有六价铬的弊病，而锌铝涂层技术通过不断改进必定会进一步提高耐腐蚀性能、生产成本也会下降。因此，无铬锌铝涂层作为一种更加环保的表面处理体系，它的发展前景是不可估量的，从环保方面讲，在全球范围内用锌铝涂层(无铬达克罗)代替锌铬涂层(达克罗)的大方向是不会改变的。

第五篇：防腐涂层相关质量检测

防腐涂层相关涂层

防腐蚀涂料是为了被涂物服务，应用于被涂物表面，针对不同的腐蚀环境而发挥其防护功能的涂装材料。它以最终在被涂物表面的涂膜形成而体现其应用价值。涂装质量好坏，最后都要体现在涂膜好坏上，所以涂装后的质量检测主要是对涂膜性能的检测，包括涂膜机械性能(如：附着力、冲击强度、硬度、光泽等)和其他特殊性能(耐候性、耐酸碱性、耐油性、耐溶剂性等)两个方面。针对被涂装涂服务的腐蚀体系不同，防腐蚀涂膜的各项技术指标性能和检测方法也不同，不同的防腐蚀行业内也有不同的检测方法标准发布。但以上的常规性能在不同行业都是通用的。对于大型工程防腐蚀涂膜的检验可以委托具有国家检测资质的专业检测机构，按照国家标准或行业规范规定进行涂膜的性能检验。业主也可以委托第三方专业机构进行检测。也有业主具有自己的具有资质的涂装检验员在现场负责常规检查。

对于涂装检验员各个行业的要求也不尽相同，如船舶行业一般要求检验员应具有NACE检验员2级、FROSIO检验员III资格或者主管机关承认的同等资格的涂层检查人员完成。本篇介绍涂层附着力检测及涂膜厚度的检测，虽然涂膜厚度的检测不属于涂膜机械性能的范围，但在现场检查中往往是一个不可以缺少的检查项目，因为此项直接关系到涂层的使用寿命。上面讲述的检测均是在漆膜的一般制备方法的操作下，制备标准实验板后检测的。

一、涂膜附着力的测定法：

漆膜附着力是指漆膜与被涂物件表面结合在一起的坚固程度。附着力是涂料物理机械性能的重要指标之一，通过此项的检查，可以检验涂料组成，特别是树脂的使用是否合理。漆膜的附着力除了取决于所选用的涂料基料外，还与底材的表面预处理、施工方式以及漆膜的保养有十分重要的关系，例如，在潮湿、有锈蚀、有油脂的金属表面涂装，附着力就差。

测定附着力的方法有：划圈法、划格法、拉开法、扭开法及美国ASTM中的划X法等数种，国家标准标准GB1720-89(79)规定了划圈法测定漆膜附着力的方法，而GB9286-88规定了采用划格法测定附着力，GB5210-85规定了采用拉开法测定涂层附着力的方法。其中应用最简便的是划圈法测定漆膜附着力，现场最为常用的是划格法。

(1)、划圈法测定附着力

划圈法所采用的附着力测定仪是按照划痕范围内的漆膜完整程度进行评定，以级表示。是按照制备好的马口铁板固定在测定仪上，为确保划透漆膜，酌情添加砝码，按顺时针方向，以80-100r/min均匀摇动摇柄，以圆滚线划痕，标准圆长7.5cm，取出样板，评级。实验中需要注意以下几点：

(a )测定仪的针头必须保持锐利，否则无法分清1，2级的分别，应在测定前先用手指触摸感觉是否锋利，或在测定若干块试板后酌情理换。

(b)先试着刻划几圈，划痕应刚好划透漆膜，若未露底板，酌情添加砝码;但不要加得过多，以免加大阻力，磨损针头。

(c)评级时可以7级(最内层)开始评定，也可以1级(最外圈)评级，按顺序检查各部位的漆膜完整程度，如某一部位的格子有705以上完好，则认为该部位是完好的，否则认为坏损。例如，部位1漆膜完好，附着力最佳，定为1级;部位1漆膜坏损而部位2完好的，附着力次之定为2级。依据类推，7级附着力最差。通常要求比较好的底漆附着力应达到1级，面漆的附着力可在2级左右。 (2)、划格法测定附着力

划格法附着力测试标准主要有ASTMD33

59、ISO-2409和GB9286-98。其测试方法和描述基本相同，只是对于附着力级别的说明次序刚好相反。ASTMD3359是5B-OB级由好到坏，而ISO-2409是0-5为由好到坏。实验工具是划格测试器，它是具有6个切割面的多刀片切割器，切刀间隙1mm、2mm和3mm(刀头可以更换)。将试样涂于样板上，干燥16小时后，用划格器平行拉动3-4cm，有六道切痕，应切穿漆膜至底材;然后用同样的方法与前者垂直，切痕同样六道;这样形成许多小方格。对于软底材，用软毛刷沿网格图形成每一条对角线，轻轻向前和后各扫几次，即可评定等级;而对于硬质底材，先清扫，之后贴上胶带(一般使用3M胶带)，且要保证胶带与实验区全面接触，可以用手指来回摩擦使之接触良好，然后迅速拉开，使用目视或者放大镜对照标准与说明附图进行对比定级。其分级的标准描述为： 级别描述

0切割边缘完全平滑，无一格脱落

1交叉处有少许涂层脱落，受影响面积不能明显大于5% 2在切口交叉处或沿切口边缘有涂层脱落，影响面积为5%-15% 3涂层沿切割边缘部分或全部以大面积脱落受影响的交叉切割面积在15%-35% 5沿边缘整条脱落，有些格子部分或全部脱落，受影响面积35%-65% 6剥落的程度超过4级

在划格法测定附着力时，可以最高测定250μm厚度的涂膜。根据涂层厚度大小，可以选择不同的划格间距，一般为涂层小于60μm，硬质底材间距1mm，软质底材间距为2mm;涂层厚度为60-120μm，软硬质底材间距均为2mm;涂层厚度大于120μm，软硬质底材间距选择3mm。在ISO12944中规定，附着力需要达到1级才能认定为合格;在GB中，附着力达到1-2级时认定为合格。

划圈法与划格不同处在于，划圈交叉所形成部位的面积是递增的，评级考察的是不受损区域所处的位置，而划格法每一个划格面积是固定的，评级采用受损面积比率。

(3)、拉开法测定附着力

拉开法测定的附着力是指在规定的速率下，在试样的胶结面上施加垂直、均匀的拉力，以测定涂层或涂层与底材间的附着破坏时所需的力，以Mpa表示。此方法不仅可检验涂层与底材的粘接程度，也可检测涂层之间的层间附着力;考察涂料的配套性是否合理，全面评价涂层的整体附着效果。拉开法测试的相关标准有ISO4624-2004(最新版标准)、ASTMD-4

514、GB5210等。

国外常用测定拉开法的仪器是Elcometer附着力试验仪。此仪器较小，可用于现场检测。但有些时候，类似Elcometer-106手动拉开测试仪由于手工操作是不稳定性而影响测试结果准确性，在有些国家的行业内不再使用，Elcometer试验是将一铝制试验拉头粘在涂层上，采用有刻度的机械拉力试验机将拉头拉脱，从标尺刻度读出拉去铝头的拉力。一般在金属基体上进行拉开试验可能发现三种失效类型：

(a)粘接失效，即受拉力后，胶层从涂层或试验拉头上拉断或其自身内部拉断，认为是胶粘剂的失效。涂层与基材或涂层与涂层之间的附着力均回超过些值。 (b)附着力失效，即涂层与基体在拉力下分离，此值为涂层与基体的附着力。 (c)内聚力破坏，即涂层本身被拉断，此值作为层间附着力的数值，涂层与底材的附着力超过这一数值。对于每一种涂料都有规定拉开法测定数值，一般要求大于2Mpa，环氧双组分涂料大于4MPA。 值得注意的是，采用Elcometer试验仪测定的拉开法附着力数据与国标规定的拉力实验机测定的数值有一定的差距。多次实验的经验，Elcometer试验仪数据乘以3-3.5倍与拉力机测定的数值相近。因此，每种测试方法的试验数据，只能同类比较，具有一定的准确度。在填写检测报告时，也要注明使用的检测仪器和方法。

对于附着力的要求，ISO12944-6中对于涂层体系(干膜厚度大于250μm)的附着力要求为按照ISO4624拉开法附着力测试，至少要达到5Mpa。对于旧涂层参考数值为2Mpa，如果低于2 Mpa要将旧涂层予以除去。

一、膜厚度发检测：

涂膜的厚度的防腐蚀涂装质量检验的重要指标之一，防腐蚀涂膜的厚度不同于普通装饰性的涂层涂装，防腐蚀涂膜的厚度往往决定了防腐蚀体系的使用寿命，是防腐蚀涂层检测的重要指标。实验已经证明，在一定的腐蚀环境下，涂层的配套确定后，涂层厚度与保护寿命呈直线关系。因此重防腐涂装尽量厚膜化(200-1000μm)已经成为一种趋势，所以涂层厚度的检测重要性不难看出。

(一)膜厚度的检测：

在涂装过程中，当干膜厚度的测量难以进行时候，应对湿膜的厚度进行检测，以保证涂装的干膜厚度。湿膜厚度的测量必须在漆膜制备后立即进行，以免由于溶剂挥发而使漆膜发生收缩现象。常用的湿膜厚度计一般有以下三种：轮规、梳规、pfunt湿膜计。经常在现场使用的一般是轮规和梳规，虽然精确度不是太高，但方便操作。Pfunt湿膜计虽然较为精确，但操作和计算较繁琐，一般不在施工现场使用。

湿膜厚度仪器可以用于几乎所有的涂料产品，但不能用于无机硅酸锌涂料，因为其溶剂发挥太快。同时对于物理干燥型涂料，如氯化橡胶涂料，对于第二道涂层的测量也不太合适，因为它会重新溶解前道涂层，还有在不同生产厂家生产的涂料配套体系中，对于第二道涂层的检测尽量不要使用湿膜厚度检测，因为不知道第二道涂层的溶剂对下道涂层树脂的溶解程度。

湿膜厚度的检测主要目的的为了控制干膜厚度，因此，对于低固体分涂料由于大量溶剂的挥发易带来针孔及涂膜收缩比例大等问题，不能一次成膜太厚;而高固体分含量的重防腐涂料、无溶剂涂料、粉末涂料没有溶剂挥发带来的诸多问题，可以一次涂装较厚，但有一定的限制，如果涂膜太厚，涂膜固化所产生的内应力较大，会使涂膜开裂等。所以要根据涂装规格书中规定的涂膜厚度发最小值和最大值允许值来控制厚度。下面以梳规为例来说明测量湿膜和干膜厚度的方法：

使用梳规测量时，把仪器稳定的放在低材表面的湿膜中，然后拿出仪器检查其梳齿那一个最短的接触到了湿膜，湿膜的厚度就处于最后一个触到和没有触到的梳齿间，去那个接触到湿膜的梳齿所表示的厚度即可。知道了湿膜厚度道，就可以计算干膜的厚度了。

(一)干膜厚度的测量：

在实际工作中大量遇到的是干膜厚度的测量，在检查涂层各项物理性指标时或统计整个施工完毕后的漆膜总厚度时，均一测干膜厚度为准，这也是业主和建立单位验收工程检测内容之一。 (1)测量的仪器

涂层干膜厚度的测量分为破坏性测试和非破坏性的测试两种方法。破坏性的测试方法要对涂膜进行划刻等损伤性行为，非破坏性测试方法不会对涂膜造成损害。一般情况下，多数使用的是非破坏性的测量方法，当出现争议或者需要仲裁时大多使用破坏性的测试方法。如：ISO2808-1974漆膜厚度测定标准中的显微镜法，此方法不仅可以测出涂膜的总厚度，而且可以测出多层结构的涂膜中每层漆膜的厚度。该方法是用一定角度的切割刀具将涂层切出一个V型缺口至底材，然后用带有标尺的显微镜测量。该测厚的方法被推荐为涂膜厚度的仲裁方法。干膜厚度的测量目前已经有不少种仪器和方法，但每种方法都有一定的局限性，能适用于所有的涂层和环境是极少的。

非破坏性的测量一般采用千分尺法、磁性测厚仪和涡流测厚仪三种方法。其中磁性测厚仪和涡流测厚仪都适用于金属底材表面的防腐层，不过磁性测厚仪适用于磁性的金属底材，而涡流测厚仪适用于非磁性的金属底材表面防腐层的检测(如：铝材、不锈钢等底材)。同时磁性测厚仪和涡流测厚仪都不能适用于混凝土等非金属底材表面的防腐层厚度测量。 (2)测厚仪的校准：

测厚仪在使用前必须校准，无论使用哪种测厚仪，如果使用前不校准，测量出来的数据是没有任何意义的。进行校准的时候，在喷砂钢材的表面还是在光滑表面读出的数字的有差别的，在喷砂后的粗糙表面校准后的测厚仪测试出来的涂膜会增加。关于在光滑表面还是在喷砂后粗糙表面校准问题，在很多时候是存在争议的。

ISO2808(第三版)方法10规定：“判断喷砂后钢材表面的干膜厚度，校准应该在光滑钢板表面进行"。同样在SSPC这个标准中，也没有涉及到如何在喷砂后的钢材表面校准的问题，只提到在光滑钢板表面如何校准问题。在许多海洋工程和船舶工业中，涂膜的干膜厚度经常达到300-500μm，甚至更高，监理单位在验收时经常将表面粗糙度忽略了。根据经验，在喷砂涂装表面达到一个实际可行的均匀性涂膜测量，如果使用磁性原理测厚仪在光滑表面校准后，再次在喷砂表面校准，测得的涂膜厚度要高于在光滑板上校零测出值。高出值得为喷砂表面波峰到波谷值得一半。所以根据经验，涂膜厚度为粗糙度5-6倍时候，可以将粗糙度忽略。其余情况要在原喷砂表面校零。 (3)干膜厚度的测量原则：

业主和监理单位最后要看到是干膜的厚度，设计院所设计的涂膜厚度也是指干膜的厚度，所以干膜厚度的测量是很必要的。干膜厚度的测量原则主要包括两个方面，即测量点的数量和测量点的厚度。

按照GB50205-2001《钢结构工程施工质量验收规范》第14部分规定，用干膜测厚仪检查，每个构件检测5处，每处的数值为3个相距50min测点涂层干膜厚度的平均值。同时规定按照构件数抽查1%，且不应少于3件。而ISO2898-97和美国SSPC-PA2关于涂膜厚度测量原则，每10m2测量5个点，每一个点的测量在一个很小面积内测量3个点的平均值，5个测量值的平均值必须符合规定的涂膜范围。

在涂膜厚度测量时，遵守80-20或者90-10的原则。80-20原则的意思为：80%是测量值不得低于规定干膜厚度，其余20%的测量值不能低于0.8x规定膜厚。而对于集装箱、化学品储罐舱及船舶行业来讲，这个原则一般为90-10的。即所有测量点90%测量结果应大于或者等于规定干膜厚度，余下10%的测量结果均应不小于0.9x规定干膜厚度。 结束语：

防腐蚀涂层的检测方法很多，这里将划X法不做介绍，其中拉开法最佳，也是常用做有争议时使用的涂层附着力仲裁方法。对于以上涂层检测时，根据ISO规定，样板制作完毕一般要保养21天后进行测试，其结果更为准确。

在现场检查涂层及涂层附着力检查的时候，为了结果的公平公正，最好是业主、监理单位、涂料供应商技术人员、承包商、施工单位相关人员同时参与，其测试结果才具有说服力。同时相关人员要做相关的测试记录，以备案保存。