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锌铝合金涂层篇一
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。
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、tib2、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、dc53、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
锌铝合金涂层篇二
2013年涂层分厂 年终安环总结
2013年3月涂层分厂开始调试生产，在公司领导的支持和各部门的配合下在4月正式投产。随之实行区域安全管理责任制，坚持“安全生产，人人有责，预防为主，综合治理”的方针，加大对现场的监督管理，和对环境管理体系、职业健康安全管理体系的不断完善，逐步推进安全管理工作稳步向前。
一、一年工作回顾
1、成立安全生产领导小组；组长负责涂层分厂整体安全工作，副组长协调组织、落实安全检查、监督各项安全教育活动；各主管负责具体安全工作的落实，负责对员工进行安全教育，对各项设施设备进行安全检查，及时发现、排除安全隐患。
2、制定涂层分厂安全环保管理网图络和分厂义务消防管理网络图，明确涂机、分切、维修各级管理人员的责任。
3、分厂制定五一、十一、元旦、春节，节前安全大检查方案和每周内部大检查，针对重要危险源、机器设备、危化物品等进行逐一排查，并对安全隐患进行分析制定相应的防护措施。
4、制定不安全事故应急预案、消防事故应急预案、特种作业事故应急预案，针对预案内容制定演习方案上报安环部并按计划组织预案演习，检验预案可行性。
5、实行责任区域安全生产制，落实责任分区管理。
6、完善环境管理体系和职业健康安全管理体系的不足之处，重新对危险源和环境危害因素进行辨识修改，危险源增加55项、重要环境
因素增加11项。
7、规划现场物品定置，做到定责、定人、定点的3定原则。
8、建立劳保发放台账、消防器材台账、特种设备台账。
9、完成新员工三级安全教育培训34人次，保证了分厂安全生产的平稳运行。
10、本共发生不安全事件4起，工伤费用14800元比较2012年安全形势严峻。对不安全事件的处理坚持按照四不放过调查制度进行处理，对责任人严肃处理、重新制定防范措施组织员工认真学习。
二、不足之处
1、员工安全意识淡薄，班长安全管理不到位，安全员监督检查不到位。
2、现场管理不精细，现场5s时好时坏、重复发生的现象时有发生。
3、安全培训质量不高，不了解员工的安全培训需求。
4、现场安全方面，由于年轻的新员工较多，整体工作有干劲、有激情、有活力、表现欲望强烈，但是由于年轻员工安全工作经验不足，对安全隐患没有正确的认识。
三、工作改进方向
1、班组建设要坚持以人为本，以树立班组团队为核心，以强化班组管理为重点，以打造安全生产为主线，以实现创建优胜班组为目标。
2、培训员工树立安全生产责任意识实行区域责任制，要求员工把安全工作放在首位。实行安全管理三步走计划
（一）要我按全
（二）我要安全
（三）我会安全，形成安全工作天天讲、安全工作人人抓的良
好局面。
3、加强日常巡检的监督检查工作，对分厂的人员、设备、设施做到心中有数、及时消除隐患排除故障放置事故的发生。
4、严格要求班组交接班制度，奖罚分明，引导员工人人参与分厂的安全管理工作。
5、安全生产工作要以积极的心态，百分的努力，齐抓共管人人参与，共同把分厂的安全工作做到更好。
四、2014年安全目标计划
1、严格执行公司各项安全管理规定；
2、责任区域内安全生产事故为、火灾、爆炸事故、中毒以及职业病事故为0；
3、员工千人负伤率为0；
4、安全隐患整改率100%；
5、特种作业工种有效持证上岗率100%；
6、安全、消防设施完好率100%环保设施完好率100%；
五、2014年涂层分厂安全环保工作的主要措施：分厂以安环网络管理为基础，明确、落实、细化责任；以检查、考核、教育、整改、制定措施来推动日常安环工作的顺利进行；进一步完善环境管理体系和职业健康安全管理体系。最终实现涂层分厂安全环保工作的长效管理机制。涂层分厂2014年元月8日报告人：
锌铝合金涂层篇三
电子束物理气相沉积(eb-pvd)技术制备热障涂层技术 黄升
摘要：本文介绍电子束物理气相沉积（eb-pvd）制备热障涂层技术，结合发展历程综述其技术原理、设备构造及工艺特点。
关键词：电子束物理气相沉积（eb-pvd）热障涂层 1 引言
当今航空涡扇发动机正朝高流量比、高推重比和高涡轮进口温度方向发展，这就使得发动机叶片所承受温度不断升高，据报道目前商用飞机燃气温度达1500 °c、军用飞机燃气温度高达1700 °c[1]。而当前所使用镍基高温合金最高工作温度只能达到1200 °c，并几乎已达到其使用温度上限，提升空间极其有限。面对发动机使用的高温障碍，降低发动机叶片温度就成了极其关键的任务。热障涂层就是一种降温的有效途径（见图1），自20世纪70年代初问世以来[2]，受到广泛重视并迅速发展成为高温涂层研究的热点[3-8]。
图1 涡轮叶片承温能力
所谓热障涂层（thermal barrier coatings, tbcs）是指由金属缓冲层或者黏结层和耐热性好、隔热性好的陶瓷热保护功能层组成的层合型金属陶瓷复合涂层系统[9]。一般由具有一定厚度和耐久性的陶瓷涂层、金属粘结层和承受机械载荷的合金组成。目前根据不同设计要求热障涂层具有如图2所示双层、多层、梯度系统三种结构形式。
图2 热障涂层结构示意图
而电子束物理气相沉积（electron bean-physical vapor deposition eb-pvd）制备热障涂层（tbcs）是在20世纪80年代开发，近年来不断发展成熟起来的新技术，其使用高能电子束加热并汽化陶瓷源，陶瓷蒸汽以原子形式沉积到基体上而形成涂层。eb-pvd法制备的tbcs涂层表面光洁，有良好的动力学性能；涂层/基体的界面以冶金结合为主，结合力强，稳定性好。特别是其制备涂层组织为垂直基体表面柱状晶结构，具有很高的应变容限，较热喷涂制备涂层热循环寿命提升巨大。另外eb-pvd工艺技术精密，具有良好的可重复性。简而言之，eb-pvd法制备热障涂层是兼具优良性能和巨大应用潜力的前沿技术。2 eb-pvd技术发展历程
eb-pvd技术是伴随着电子束与物理气相沉积技术的发展而发展。直到上世纪中叶，电子束与物理气相沉积技术结合并成功地用于材料焊接及镀膜（或涂层）的制备。20世纪80年代，美国、德国等西方国家开始利用 eb-pvd工艺制备热障涂层，但由于该设备在西方国家价格昂贵，且制备成本高，这使得对eb-pvd 技术的开发曾经一度停止[10, 11]。
20世纪50年代，前苏联对eb-pvd设备和工艺的投入全部集中在乌克兰巴顿焊接研究所，该所设计制造了30多台各种类型的eb-pvd设备。前苏联解体后，在科学院院士b a movchen的领导下，乌克兰巴顿焊接研究所成立了电子束国际中心（international center for electron beam technologies, icebt），并将eb-pvd设备的成本降低到接近西方国家同类设备的1/5。该中心成功地在叶片上制备出热障涂层，现已得到应用。到了上世纪九十年代中期，随着乌克兰巴顿焊接研究所研制的低成本的eb-pvd设备在世界各国的推广，从而掀起了eb-pvd技术的开发的新热潮[12-14]。
鉴于等离子喷涂（aps）涂层表面粗糙度大、孔隙多，难以适应气动性要求高的飞行器发动机涡轮转子叶片，加之aps涂层热稳定性和抗热冲击、热腐蚀性差。因此自20世纪70年代开始国外对eb-pvd制备tbcs开展了大量研究，自20世纪80年代美国、德国均获得可成功的应用[15]。由于eb-pvd tbcs柱状组织结构，能非常牢固地粘接在金属基体上，当基体受热膨胀时，柱状陶瓷晶体在水平方向具有大膨胀系数与基体匹配，在平面内的杨氏模量较低，可更多地释放热应力，具有较好的抗热冲击性。正是这种高应力容限，使这种tbcs在高应力发动机上成功工作而不致剥落。这种特性是等离子喷涂tbcs不具备的。eb-pvd制备的tbcs在航空航天领域得到了广泛应用并发挥了巨大作用，正常情况下，tbcs可降低金属表面温度50～80 °c，个别高温点降温可达 140 °c。
以eb-pvd技术在梯度热障涂层的研究历程中起的作用为例，为了解决金属与陶瓷热膨胀系数不匹配造成陶瓷层过早剥落现象，德国和加拿大研究人员最先提出了梯度热障涂层的设想。梯度热障涂层（图3）顶层ysz（yttria stabilized zironia）陶瓷层，底层为nicocraly金属粘接层，在二者之间引入了al2o3-ysz 梯度过渡层[16, 17]。该系统中金属粘接层到陶瓷层为连续过渡，消除了层状结构的明显层间界面，使涂层力学性能由基体向陶瓷层连续过渡。b a movchan等人[18]选用al-al2o3-ysz作为梯度过渡材料，利用eb-pvd采用单源多组分蒸发技术制备梯度热障涂层。采用eb-pvd方法制备梯度热障涂层，将在ysz陶瓷层内形成柱状晶结构，极大地提高陶瓷层的容应变能力。当al2o3和zro2共同蒸发时，将在基体上得到具有微观多孔结构的al2o3-ysz混合层，可以降低材料的热导率。eb-pvd制备梯度tbc的抗热震性能得到了提高，在1135 °c(24 h)风冷至50 °c的热循环试验条件下，涂层能持续1500 h。
图3 梯度系统结构eb-pvd技术原理、设备结构及工艺特点
3.1 eb-pvd技术原理
电子束物理气相沉积（eb-pvd）技术是电子束技术与物理气相沉积技术相结合的产物。它是在真空环境下，利用高能量密度的电子束加热放入水冷坩埚中的被蒸发材料，使其达到熔融气化状态，并在基板上凝结成膜的技术。其物理过程如下： 被蒸发材料（固态）→金属熔融物和蒸气（气态）→涂层（固态）3.2 eb-pvd设备结构
图4为乌克兰gekont公司研制的l5型eb-pvd设备[19]。该设备为工业型电子束设备，全长近9 m，总功率为280 kw，由容积为116 m3和位于主真空两侧的1至2个预真空室组成。
图4 eb-pvd设备工作原理图
配备8把电子枪，4个电子枪可分别或同时蒸发对应的4个锭料，2个电子枪用于从下方对基板进行加热，另外2个电子枪用于从上方对基板进行加热。每个电子枪的功率为60 kw，电子枪主要有直式皮尔斯枪和电磁偏转式枪。该设备采用的是直式皮尔斯枪，该枪具有结构简单，价格低廉和能量密度低等优点。聚焦电压为25 kv，电子束流2～3 a。3.3 eb-pvd工艺特点 如前所述，电子束物理气相沉积法是以电子束为热源的一种蒸镀方法，在真空环境下（一般为0～10-2 pa），利用高能密度的电子束轰击蒸镀材料（金属、陶瓷等）使之熔化、气化、蒸发，在基板上沉积形成涂层。其工艺具有以下特点[20]：
（1）在真空条件下着沉积涂层，有利于避免基板和涂层之间污染和氧化，便于获得质量较高的涂层；
（2）电子束功率易于调节，束斑尺寸和位置易于控制，有利于精确控制涂层厚度；（3）选择适当的工艺参数，可得到与被蒸镀材料的成分相同，元素含量基本一致的涂层；（4）与其他蒸镀方法比，蒸发速率和沉积速率高（分别可达10～15 kg/h和100～150 μm/min）工艺重复性好；
（5）电子束所具有的高能量密度可以熔化、蒸发一些难熔材料物质，即使蒸气压较低的元素（如mo、nb等）也能利用该工艺蒸发；（6）基体与涂层之间有较高的结合力。3.4 eb-pvd工艺参数
由于电子束物理气相沉积（eb-pvd）是一个真空沉积过程，从蒸发材料表面的蒸汽流直接传输到基体上，沉积物达到基板的表面可能以几种状态存在：与基体完全粘结，扩散进入基体；与基体反应或不与基体反应。而这些均可以通过改变基板的条件或调整气液相的冷却速率来控制。许多制备工艺参数都会影响到eb-pvd涂层的组织结构和性能，如受到残余气体压强、蒸发材料的性质、电子束的特性以及基板温度等一系列因素的影响[21]。3.4.1 蒸发温度
蒸发温度直接影响沉积速率和质量，通常将蒸发物质加热，使其平衡蒸气压达到几帕以上，这时的温度定义为蒸发温度。根据热力学理论，材料蒸气压p与温度t之间的关系可以近似表示为：
（1）
式中：a、b分别为与材料性质相关的常数（可以直接由实验确定或查阅相关文献获得）；t为热力学温度，单位为k；p为材料的蒸气压，单位为mmhg。3.4.2 气体压强的影响
为保持蒸气流和电子束可以畅通无阻的传输，必须使真空室的压强保持足够低。如果残余气体粒子密度处于较低的水平，那么就可以忽略蒸气粒子与电子和残余气体粒子相互碰撞的影响。但是蒸发表面附近，高的蒸气密度使蒸气与电子束束流发生相互作用，碰撞使蒸气粒子和电子偏离其原有的轨道，从而降低材料的利用率和能量的利用率，由碰撞引起的电子能量损失伴随着蒸气的激发和电离。对于压强为0.01 pa的残余气体来说，蒸气流和电子流之间的相互作用都可以忽略不计；在气体压强为0.01~1 pa时，与气体的相互作用非常显著，必须考虑电子与蒸气之间的相互作用。3.4.3 蒸发和凝聚的作用
若用单位时间内从单位面积蒸发的质量即质量蒸发速率nm来表示蒸发速率，考虑到碰撞到液面或固面的分子只有部分凝聚，引入系数α（α<1），则：
（2）
引入气体状态方程p=nkt后，代入常数项，得
（3）
式（3）说明蒸发速率与蒸气压和温度之间密切相关，蒸发物质的饱和蒸气压和蒸气压随温度的变化呈指数变化，当温度变化10%时，饱和蒸气压要变化大约1个数量级。因此，控制蒸发速率的关键在于精确控制蒸发温度。
当两种组元的凝聚系数都接近1时（即沉积层中b组元的含量xb4与蒸气中的含量xb3），蒸发参数与xb3之间的关系是
（4）
组元含量按重量百分比给出，并且xa3+xb3=100。fa和fb是蒸气发射表面面积。假定：整个蒸发容器表面上的蒸发速率是相同的，并且fb/fa是一个常数。于是在多源蒸发共沉积时，沉积层中组元b的含量xb4可以通过改变各个坩埚的温度ta和tb来调节。
工业应用的沉积层要求组分恒定，沉积工艺必须在稳定状态进行。这种状态要求单位时间供给熔池内的蒸发物料的数量正好等于单位时间内被蒸发掉的；并且蒸发物料的组分必须精确的与沉积层的相同。当熔池中易挥发的组分消耗到某种程度时，蒸气的成分到达沉积的要求，即达到稳定的工作状态。建立稳定态所需的时间，亦即熔池达到所需成分的时间称为过渡时间，它主要取决于涂层组元的性质、熔池体积、蒸气发射面积及发射表面温度[22]。3.4.4 基板加热温度
许多制备工艺参数都会影响到eb-pvd涂层的结构与性能，但其中最主要的是基片加热温度ts的选择。
研究发现当基片温度ts ≤ 2/3 tm（tm为金属熔点，单位为k）时，金属由气相直接凝结成固相；而当基片温度ts > 2/3 tm时，金属逐步地由气相变成液相（液滴），当液滴达到一定尺寸之后发生结晶。b a movchen和a shin对基片温度与真空度对涂层微观结构的影响进行详细的研究，建立了基片温度与涂层结构的关系模型[23, 24]，如图5所示。这一结构模型为后来的许多研究所确认成为经典的关系模型。该模型的具体内容如下：（1）当ts/tm < 0.3时，由于阴影效应和沉积原子在基片表面扩散不充分，使得涂层为圆顶柱状晶结构，晶界有较多孔隙（ⅰ）区。从ⅰ区到ⅱ区之间为过渡区域，由密排纤维状晶粒组成；
（2）当0.3 < ts/tm < 0.5时，形成ⅱ区所示的致密的柱状晶结构，这种涂层结构是由表面扩散控制的凝结形成的。在这一范围内，随着ts的增大，柱状晶尺寸也会增大，以ni为例，其柱状晶尺寸可以从1 μm增大到25 μm。
（3）当0.5 < ts/tm < 1时，形成ⅲ区的再结晶结构，这种结构主要由体扩散控制。
图5 基板温度同涂层结构关系模型结束语
在航空航天领域，利用eb-pvd制备热障涂层，是实现高推重比发动机的一项关键技术。eb-pvd技术在制备tbcs涂层方面有其自身的特点，尤其在改善发动机热端部件性能方面具有显著优势。
本文较为详尽地介绍了eb-pvd技术的发展历史、技术原理、设备、工艺特点，可以看到eb-pvd技术的应用涉及到众多学科领域，包括机械、真空、材料、高压、自控等，是一个多学科交叉发展的高技术集成系统，是先进制造水平的体现。
当今国际上，eb-pvd沉积热障涂层在航空发动机制造中已有20多年的成功应用经验，随着我国科技实力的增强以及对eb-pvd技术不断深入研究，将缩短与国外的差距，使eb-pvd技术在我国国防及民用领域发挥更大的作用。参考文献
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锌铝合金涂层篇四
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 b1、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 b1、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。
