多孔塗層部件和使用冷噴塗製造多孔塗層部件的方法
2023-04-23 15:49:16 3
專利名稱：多孔塗層部件和使用冷噴塗製造多孔塗層部件的方法
技術領域：
本發明主要涉及其上形成有多孔塗層的塗層部件和該多孔塗層部件的製造方法，更具體地，本發明涉及使用低溫噴塗法在母料的表面上形成多孔塗層的方法和其中塗層的孔隙分布及孔徑受到控制的塗層部件。
背景技術：
形成於部件表面上的多孔塗層能夠改善部件的熱性能和機械性能。
例如，如果在熱交換器的表面上形成包括彼此連通的開孔的多孔塗層，則熱交換器具有增大的與周圍空氣接觸的面積，從而確保有效的熱交換性能。同時，有時根據摩擦部件與周圍元件的關係，需要摩擦部件具有較低的強度和硬度。多孔塗層能夠滿足該要求。此外，當母料與不同種類的材料結合時，由於界面處晶格錯位而出現應力。多孔塗層能夠用作緩衝層以避免結合時的應力。
傳統上可以採用各種塗布方法作為在用於熱應用和機械應用的部件的表面上形成金屬塗層的方法。關於這點，所述方法可以例舉出電鍍法、熱浸鍍法或熱噴塗法。然而，這些方法在應用方面有局限性，或者會對母料產生熱影響或使母料熱變形。另外，使用上述方法實際上難以人為控制塗層的孔隙率和孔隙分布。
而且，在諸如廢水或海水等腐蝕性環境中，塗布於傳統熱交換器的管道上的導熱金屬塗層會被腐蝕或在表面上生成苔狀物，因而不能發揮其功能。因此，存在不能確保耐久性的問題。
發明內容
本發明的一個目的是提供用於熱應用和機械應用的部件以及形成用在該部件中的多孔塗層的方法，該部件不會由於熱影響而造成母料熱變形或損壞母料，並且該部件能夠應用於各種領域。
本發明的另一目的是提供用於熱應用和機械應用的部件，在所述部件中能夠控制表面塗層的孔隙率、孔徑和孔隙分布，並且還提供了形成用在該部件中的多孔塗層的方法以及使用該方法製造的多孔塗層部件。
本發明的再一目的是提供形成具有高導熱率的多孔塗層的方法，該多孔塗層能夠在外部腐蝕性環境中長期使用。
為了實現上述目的，本發明提供了在母料上形成多孔塗層的方法。該方法包括提供母料，將具有下述金屬組成的粉末供給至所述母料上，所述金屬組成包含選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的至少兩種不同金屬並以xA-(1-x)B(0＜x＜1，x是A和B的重量比)表示，向粉末供應高壓氣體，通過用高壓氣體經超音速噴嘴來噴塗金屬粉末而將金屬粉末塗布在母料上，並對經塗布的母料進行熱處理以形成多孔塗層。
根據本發明的一個實施方式，在上述方法中，A是Al，B包括選自由Mg、Zn和Sn組成的組的金屬元素。此外，優選經塗布的母料的熱處理在A和B的低共熔溫度與A和B中具有較高的熔點的金屬的熔點之間的溫度下進行。具體地，熱處理在約200℃～650℃進行。
另外，粉末進料還包括改變x以改變粉末的組成。
而且，本發明還提供了一種金屬塗層部件。該金屬塗層部件包含金屬母料和形成於金屬母料上的塗層，所述塗層包含至少兩種金屬元素並以xA-(1-x)B(x是A和B的重量比)表示。A和B是選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的不同金屬，當在塗層的厚度方向上移動時x在0＜x＜1的範圍內變化，並且塗層孔隙率根據x的變化而變化。
根據本發明的一個實施方式，在上述部件中，沿塗層的厚度方向移動時x增大或減小，並且塗層的孔隙率隨x的增大或減小而增大或減小。另外，A是Al，B是選自由Mg、Zn和Sn組成的組的任意一種金屬，在從金屬母料與塗層的界面向塗層表面移動時x減小且塗層的孔隙率增大。
而且，本發明還提供了一種金屬塗層部件。該金屬塗層部件包含金屬母料和形成於金屬母料上的塗層，所述塗層包含至少兩種金屬元素並以A-B表示。A和B是選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的不同金屬，當沿塗層的厚度方向移動時選自上述組的A或B發生變化，並且塗層的孔隙率根據A或B的變化而變化。
在本發明中，塗層可以包含至少部分彼此互連的開孔，並且在特定的應用領域中優選開孔存在於塗層的上部。
另外，本發明提供了在母料上形成多孔碳塗層的方法。該方法包括提供母料，供給用有機粘合劑聚結的碳粉，向碳粉供應高壓氣體，並通過使用高壓氣體經超音速噴嘴來噴塗碳粉而將碳粉塗布在母料上。
在上述方法中，用於使碳粉粗化的有機粘合劑可以是選自由聚乙烯醇(PVA)、松香、樹脂、聚乙烯醇縮丁醛(PVB)和聚乙二醇(PEG)組成的組的至少一種材料。有機粘合劑的含量相對於碳來說優選為10重量％～30重量％。
此外，在上述方法中，可以另外對塗層進行在400℃～500℃燒除有機粘合劑的步驟。
圖1是在本發明中用於形成塗層的低溫噴塗系統100的示意圖；圖2a和2b是顯示根據本發明的實施方式形成多孔塗層的流程圖；圖3是根據本發明的實施方式包含具有可變組成的塗層的塗層部件200的截面圖；圖4是根據本發明的實施方式，在熱處理後具有0.5Al-0.5AlMg的組成的塗層的截面的光學顯微鏡照片；圖5是根據本發明的實施方式，在熱處理後具有0.3Al-0.7AlMg的組成的塗層的截面的光學顯微鏡照片；圖6是根據本發明的實施方式，在熱處理後依次層積Al/AlMg/Al/AlMg/Al成分的塗層的截面的光學顯微鏡照片；圖7是根據本發明的實施方式，在熱處理後依次層積0.667Al-0.333Mg/0.5Al-0.5Mg成分的塗層的截面的光學顯微鏡照片；圖8是根據本發明的實施方式，在熱處理後具有0.5Al-0.5Sn的組成的塗層的截面的光學顯微鏡照片；
圖9是根據本發明的實施方式，在熱處理後依次層積0.667Al-0.333Sn/0.5Al-0.5Sn成分的塗層的截面的光學顯微鏡照片；圖10是根據本發明的實施方式，在熱處理後依次層積0.667Al-0.333Zn/0.5Al-0.5Zn成分的塗層的截面的光學顯微鏡照片；圖11是根據本發明的另一實施方式，形成多孔碳塗層的流程圖；和圖12a和12b是通過圖11的工序形成的碳塗層的截面和表面的電子顯微鏡照片。
具體實施例方式
下面，將參考附圖對本發明進行詳細描述。
圖1是本發明中加速粉末以在基材(S)上形成塗層的低溫噴塗裝置100的示意圖。
噴塗裝置100以亞音速或超音速加速用於形成塗層的粉末以將其塗布於基材(S)上。關於這點，噴塗裝置100包括氣體壓縮機110、氣體加熱器120、粉末進料器130和噴塗噴嘴140。
利用由氣體壓縮機110供應的約為5大氣壓(atm)～20大氣壓的壓縮氣體以約300mm/s～1200mm/s速度經噴塗噴嘴140噴塗由粉末進料器130提供的約為1μm～50μm的粉末。與氣體一同噴射的粉末與基材(S)碰撞。在這點上，當粉末與基材(S)碰撞時，粉末的動能使粉末發生塑性變形，並提供與基材的結合強度，由此形成具有很高密度的塗層。
在裝置100中，位於壓縮氣體進氣通道中的氣體加熱器120是用於加熱壓縮氣體以增大壓縮氣體的動能從而提高噴塗噴嘴的噴塗速度的輔助單元。此外，如圖中所示，部分壓縮氣體可以由氣體壓縮機110進氣至粉末進料器130從而很好地將粉末供應至噴塗噴嘴140中。
用於裝置100的壓縮氣體可以舉出一些市售氣體作為例子，例如氦氣、氮氣、氬氣或空氣，並且所用氣體的種類可以根據噴塗噴嘴140的噴塗速度和經濟效益適當地選擇。
在Anatoly P.Alkimov等的美國專利5,305,414中詳細披露了該裝置的操作和構造，在此省略了對它們的描述。
圖2a是顯示使用參考圖1所述的噴塗裝置在母料或基材上形成塗層的流程圖。
根據圖2a，本發明的方法開始於由噴塗裝置100的粉末進料器130供應包含兩種或兩種以上金屬的金屬粉末的步驟(S210)和由氣體壓縮機110在高壓下供應壓縮氣體的步驟(S220)。
在供應粉末的步驟(S210)中，包含兩種或兩種以上金屬的粉末包括選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的至少兩種金屬的混合物或固溶體，或兩者的混合物。此外，本發明中所選擇的金屬彼此不同。例如，如果選自上述組中的一種金屬包括Al，則金屬粉末的組成可以是二元體系，例如Al-Mg、Al-Zn或Al-Sn；三元體系，例如Al-Mg-Zn；或具有超過三種金屬的體系。另外，除了所列舉的金屬，也可以使用Ti、Si、Mn、Cr、Fe、Co、Ni或Cu而不會背離本發明的精神。
在本發明中，可以以固溶體的形式提供包含金屬成分的粉末。例如，可以以AlMg固溶體(即所謂的鋁鎂合金(Magal))的形式提供含有Al-Mg的金屬粉末。另外，可以以固溶體粉末和單一粉末的混合物來提供含有金屬成分的粉末。例如，金屬粉末可以是Al粉末與AlMg粉末的混合物。由於對含有Mg的金屬粉末處理是危險的，例如，會導致爆炸，因此作為固溶體提供以確保處理的便易性。
當在具有熱用途和機械用途的部件中使用本發明的塗層時，由於與其比重相比，金屬粉末具有相對良好的熱性能和機械性能，如導熱率或強度，因此優選其包含在機器部件中廣泛使用的Al或Al合金。
在本發明的提供壓縮氣體的步驟(S220)中，氣體可以是上述例舉的氦氣、氮氣、氬氣或空氣。將氣體用氣體壓縮機壓縮至壓力約為5大氣壓～20大氣壓然後進行供應。如果需要，可以在用加熱單元(如圖1的氣體加熱器120)加熱至約200℃～500℃的同時供應壓縮氣體。然而，即使根據本實施方式加熱壓縮氣體，由於氣體的比重非常低，金屬粉末的溫度變化也是可以忽略的。因而，本發明的噴塗步驟與傳統噴塗方法的不同在於噴塗是在低溫下進行，而在傳統噴塗方法中將粉末在熔點或更高的溫度下加熱並塗布。
同時，如上所述，在供應壓縮氣體的步驟(S220)中所用的部分壓縮氣體可以用作用於連續穩定地供應金屬粉末的載氣。
下面，使用超音速噴嘴噴塗壓縮氣體和金屬粉末的混合物(S230)。經噴嘴噴塗的氣體-粉末混合物的流速取決於氣體的溫度和壓力以及粉末的粒徑和比重。在進料氣的壓力和溫度條件下粒徑約為1μm～50μm的氣體-粉末混合物以約300m/s～1200m/s的速度噴塗。
在高速下噴塗的金屬粉末與母料碰撞以形成高密度塗層。進行噴塗步驟(S230)直至形成具有所需厚度的塗層，然後對由此形成的塗層進行熱處理(S240)。在本發明中，優選熱處理的溫度約為200℃～650℃。等於或高於650℃的熱處理溫度導致金屬塗層的完全熔化，而在200℃或更低的溫度下塗層幾乎不能熔化，導致產生可以忽略的熱處理效果。
對形成於母料上的高密度塗層進行熱處理步驟(S240)以獲得孔隙率。而且，由後述實施方式可知，多孔塗層的孔隙率和孔逕取決於所塗布的金屬粉末的組成的變化。在該方面，此處所使用的「組成的變化」包括量的變化以及所使用的金屬的變化。
關於參考圖2a所描述的本發明的塗布方法，圖2b顯示了形成多孔塗層的方法，該方法包括改變金屬粉末的組成從而控制塗層的孔隙分布的步驟(S250)。
根據該方法，在使用噴嘴進行噴塗的步驟(S240)中在形成塗層的過程中改變粉末的組成。例如，在將組成為0.5Al-0.5Mg的粉末(其中Al∶Mg的重量比為1∶1)供應預定時間後，將該比率控制為1∶2，或供應包含Al-Zn的粉末來代替包含Al-Mg的粉末，其中Al∶Zn的比為1∶1，由此形成具有垂直組成梯度或包含不同成分的塗層。
可以通過本領域技術人員熟知的典型工藝來實現粉末組成的變化。例如，可以將具有不同組成的粉末依次供應至一個粉末進料器中，或者，在製備用於存貯具有不同組成的粉末的多個粉末進料器後，可以利用閥門選擇包含具有所需組成的粉末的粉末進料器。
圖3是包括經所述工序形成的塗層的塗層部件200的截面圖。
根據圖3，將重量比為2∶1的Al-Zn層210、重量比為1∶1的Al-Zn層220和重量比為1∶2的Al-Zn層230形成於母料(S)，如Al上。根據後述的本發明的實施方式，如果對塗層進行熱處理，則Zn含量增大，由此孔徑和孔隙率增大。因此，如果對塗布有具有圖3中所示組成的粉末的部件進行熱處理，則可以形成這樣的塗層部件，其中孔隙率和/或孔隙體積隨著遠離母料而增大。上述孔隙分布是理想的，原因是其有助於在塗層與母料之間的界面處形成穩定的塗層。此外，在上述構造中，由於孔隙率和孔隙體積增大，因此在塗層最外表面形成的孔可以是彼此連通的開孔。特別地，開孔在改善母料的熱交換性質方面起到重要作用。
如上所述，參考圖3所述的塗層的孔隙分布的變化可以通過改變成分的量或通過改變成分的種類而獲得。換言之，通過在母料上依次層積Al-Mg、Al-Zn和Al-Sn層，可以製造其中孔隙率和/或孔徑隨著遠離界面而增大的塗層部件。
圖11是顯示根據本發明另一實施方式形成多孔碳塗層的流程圖。
根據圖11，首先將平均粒徑小於或等於10μm的碳粉與選自由PVA、PVB、PEG、樹脂和松香組成的組的至少一種粘合劑混合(S310)。根據粘合劑的種類，使用適宜的溶劑，即水或醇等有機溶劑來進行混合。
隨後，乾燥所得漿料以製造碳粉餅，並將該餅粉碎並分選，由此製得具有適合於噴嘴噴塗的粒徑(如50μm～200μm的平均粒徑)的碳粉(S320～S340)。之後，使用有機粘合劑使碳粉聚結以使其與粉末的原始尺寸相比變粗。
下面，使用參考圖1所述的低溫噴塗裝置經噴嘴將所得碳粉與約為4kgf/cm2～7kgf/cm2的高壓氣體一同噴塗從而在母料上形成塗層(S350)。另外，在約400℃～500℃進行燒除過程以從塗層中除去有機粘合劑。
通過下列優選實施例可以更好地理解本發明。
下列實施例1～7中所用的金屬的物理性質如表1所述。
表1
實施例1～7中的噴嘴的噴塗條件如下噴嘴標準拉伐爾型口徑4mm×6mm喉管間距1mm壓縮氣體種類空氣壓力7大氣壓溫度330℃所供應的粉末的尺寸＜44μm(325目)實施例1將包括重量比為50∶50的Al粉末和AlMg粉末的混合物粉末(即，0.5Al-0.5AlMg)(低共熔溫度約為400℃)與空氣在7大氣壓下送入噴塗噴嘴中以塗布於鋁基材上。
在約620℃對所得塗層進行1小時的熱處理。將經熱處理的基材切割並拋光，使用光學顯微鏡觀察橫截面。圖4描述了所得基材的切割面的照片。
根據圖4，能夠看出塗層很好地結合在Al基材上。Al基材與塗層之間的界面由於塗層中所包封的孔隙(黑色部分)而顯而易見。塗布時未觀察到孔隙，但在熱處理後生成了孔隙。
實施例2除了增大混合物粉末中AlMg的重量以使金屬粉末具有0.3Al-0.7AlMg的組成之外，在與實施例1中相同的條件下製造塗層。對塗層進行熱處理，使用光學顯微鏡觀察截面，結果如圖5所示。
與圖4相比較，由圖5能夠看出孔隙的尺寸增大，並且即使用肉眼也能夠確認孔隙率的增大。
實施例3以使Al粉末/AlMg粉末/Al粉末/AlMg粉末/Al粉末依次層積的方式形成塗層。其餘的塗布條件與實施例1相同。隨後，在620℃對所得塗層進行1小時的熱處理。
圖6是顯示經熱處理的基材的截面的光學顯微鏡照片。如圖所示，在Al層中幾乎觀察不到孔隙，但在AlMg層中頻繁觀察到孔隙。
實施例4以組成為0.667Al-0.333Mg的混合物粉末塗布Al基材，然後再以組成為0.5Al-0.5Mg的另一種混合物粉末進行塗布。其餘的塗布條件與實施例1相同。隨後，在約620℃對所得塗層進行1小時的熱處理，並使用光學顯微鏡觀察截面。
圖7是該截面的光學顯微鏡照片。由圖7能夠看出組成為0.5Al-0.5Mg的塗層部分(最外表面)的孔隙率高於組成為0.667Al-0.333Mg的塗層部分(界面)的孔隙率。因而，能夠看出塗層的孔隙率隨Mg含量的增大而增大。另外，由孔的形狀和孔隙率，可以推測最外表面的孔是彼此連通的開孔。如上所述，彼此連通且由塗層的最外表面向其內部分布的孔增大了與周圍空氣的接觸面積。因而，特別地，能夠用於要求優異的熱交換或熱輻射性能的用途。
實施例5以組成為0.5Al-0.5Sn的Al和Sn的混合物粉末塗布Al基材。其餘的塗布條件與實施例1相同。
在約650℃對所得塗層進行1小時的熱處理，拋光後使用光學顯微鏡觀察截面。圖8是該截面的光學顯微鏡照片。如圖7中所示，在塗層中觀察到非常多的孔。根據孔的形狀和孔隙率判斷，孔似乎是彼此連通的。
實施例6通過與實施例1中相同的工序塗布組成為0.667Al-0.333Sn的混合物粉末，隨後塗布組成為0.5Al-0.5Sn的另一種混合物粉末。在620℃將所得塗層熱處理1小時，使用光學顯微鏡觀察經拋光的截面。
圖9是截面的照片。比較塗有0.667Al-0.333Sn的界面部分與塗有0.5Al-0.5Sn的最外表面部分，能夠看出在最外表面部分孔徑明顯較高且孔隙率較高。因而，能夠看出Sn含量的增加促進了孔的生成。
實施例7以組成為0.667Al-0.333Zn的混合物粉末塗布Al基材，然後以組成為0.5Al-0.5Zn的另一種混合物粉末進行塗布。塗布條件與實施例1相同。隨後，將所得塗層在約620℃熱處理1小時，使用光學顯微鏡觀察截面，結果如圖10中所示。
從圖10能夠看出由於添加了Zn在塗層中形成了許多孔隙。另外，能夠看出與具有相對較低的Zn含量的界面部分相比，在具有高Zn含量的最外表面部分存在非常巨大的孔隙且孔隙率較高。因而，能夠看出孔徑和孔隙率隨著Zn含量的增大而增大。
由實施例1～7能夠看出與Al一同添加至塗層中的Mg、Zn和Sn有助於在熱處理後在塗層中形成孔隙。而且，孔徑和孔隙率隨添加量的增大而增大。孔彼此連通，因而當Mg、Zn和Sn的含量增大時變成開孔。
本發明的發明人推測其原因如下。然而，提供下列參考性的描述是為了理解本發明而不是試圖作為限制本發明的範圍的基礎。
與Al一同添加的Mg、Zn和Sn在熱處理溫度下與Al共同形成低共熔液相，並且Al部分熔化。當存在上述液相時，孔的結合相對容易實現，因而增大了能夠以肉眼觀察到的孔。
同時，通過熔化的Al與空氣中的水分的反應而生成的副產物氣體(如氫氣)可以認為是形成孔的原因。據信熔點低於Al的Mg、Sn和Zn、以及Al在熱處理溫度下導致上述反應。
關於另一個原因，據推測當金屬粉末的合金通過其部分熔化而製成時由於密度的變化而形成孔。
該推測與事實是相符的，即如以上實施例所述，與添加Mg相比通過添加Zn或Sn能夠形成相對較多的孔。其原因在於Zn的熔融溫度(419.46℃)或Sn的熔融溫度(231.9℃)低於Mg的熔融溫度(650℃)。
考慮到上述原因，在本發明中，熱處理溫度必須至少高於將彼此混合的兩種金屬的低共熔溫度。此處使用的術語「低共熔溫度」包括轉熔溫度。然而，由於金屬粉末可能含有少量的雜質，因此在等於或低於低共熔溫度的溫度會發生部分熔化。此外，在本發明中，熱處理溫度必須不能高於具有最高熔點的純Al的熔點。其原因在於在該情況中塗層將失去結構穩定性。
實施例8在銅(Cu)板上形成碳塗層。在將平均粒徑為5μm～10μm的碳粉與約15重量％的PVA混合併乾燥以製備碳餅後，將其在研缽中粉碎並分選出粒徑小於或等於150μm的碳顆粒。在與上述實施例中相同的溫度和壓力下將分選出的碳粉噴塗在銅板上，由此形成碳塗層。
圖12a和12b是形成於銅板上的碳塗層的截面和表面的電子顯微鏡照片。根據附圖能夠看出在銅板上形成了具有優異粘合強度的多孔碳塗層。
工業實用性本發明的方法具有低溫噴塗法的現有優點。換言之，由於未進行高溫處理，因此最大程度地抑制了母料或塗層的氧化，並且不會出現由於熱影響導致的對母料的損害。此外，能夠確保非常高的塗布速度且非常易於控制塗層的厚度。
特別地，在本發明的塗布方法中與Al一同使用的Mg、Sn和Zn具有低於Al的熔點。因而，由於熱處理在等於或低於Al的熔點的溫度下進行，因此本發明可以應用於包含Al或Al合金作為母料的用於熱用途和機械用途的大多數部件，且不會損害母料。
此外，在本發明的塗布方法中，可以改變塗層的組成以改變塗層的孔隙率。因此，能夠通過上述方法非常容易地形成各種工業領域中所需的多孔塗層。
而且，在根據本發明的方法製造的塗層部件中，能夠自由地控制孔徑和孔隙率。因而，能夠在用於熱用途和機械用途的各種部件中使用。
另外，在根據本發明的方法製造的碳塗層中，由於具有許多孔隙的多孔結構，因而可以確保高導熱率，並且碳在腐蝕性環境，如海水或廢水中比金屬更穩定，因而適於用作在腐蝕性環境中用於熱用途的部件。
權利要求
1.一種在母料上形成多孔塗層的方法，該方法包括提供母料；將具有下述金屬組成的粉末供給至所述母料上，所述金屬組成包含選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的至少兩種不同金屬並以xA-(1-x)B表示，其中0＜x＜1，x是A和B的重量比；向粉末供應高壓氣體；通過用所述高壓氣體經超音速噴嘴來噴塗所述金屬粉末而將所述金屬粉末塗布在所述母料上；和對經塗布的母料進行熱處理以形成多孔塗層。
2.如權利要求1所述的方法，其中具有所述金屬組成的粉末包括選自上述組的至少兩種金屬的合金粉末。
3.如權利要求1所述的方法，其中A是Al，B包括選自由Mg、Zn和Sn組成的組的金屬元素。
4.如權利要求1所述的方法，其中所述高壓氣體的供應包括對氣體進行壓縮；和對經壓縮的氣體進行預熱。
5.如權利要求1所述的方法，其中經塗布的母料的熱處理在A和B的低共熔溫度與A和B中具有較高熔點的金屬的熔點之間的溫度下進行。
6.如權利要求1所述的方法，其中經塗布的母料的熱處理在約200℃～650℃進行。
7.如權利要求1所述的方法，其中所述粉末的供應還包括改變x以改變所述粉末的組成。
8.如權利要求1所述的方法，其中所述氣體包括選自由氦氣、氮氣、氬氣和空氣組成的組的任意一種氣體。
9.一種金屬塗層部件，該金屬塗層部件包含金屬母料；和形成於所述金屬母料上的塗層，所述塗層包含至少兩種金屬元素並以xA-(1-x)B表示，其中x是A和B的重量比，其中，A和B是選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的不同金屬，當在所述塗層的厚度方向上移動時x在0＜x＜1的範圍內變化，所述塗層的孔隙率根據x的變化而變化。
10.如權利要求9所述的金屬塗層部件，其中沿所述塗層的厚度方向移動時x增大或減小，所述塗層的孔隙率隨x的增大或減小而增大或減小。
11.如權利要求10所述的金屬塗層部件，其中A是Al，B是選自由Mg、Zn和Sn組成的組的任意一種金屬，在從所述金屬母料與所述塗層的界面向所述塗層的表面移動時x減小且所述塗層的孔隙率增大。
12.一種金屬塗層部件，該金屬塗層部件包含金屬母料；和形成於所述金屬母料上的塗層，所述塗層包含至少兩種金屬元素並以A-B表示，其中，A和B是選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的不同金屬，當沿所述塗層的厚度方向移動時選自上述組的A或B發生變化，並且所述塗層的孔隙率根據A或B的變化而變化。
13.如權利要求9或12所述的金屬塗層部件，其中所述塗層包括至少部分彼此連通的開孔。
14.如權利要求13所述的金屬塗層部件，其中所述開孔存在於所述塗層的上部。
15.一種在母料上形成多孔碳塗層的方法，該方法包括提供母料；供給用有機粘合劑聚結的碳粉；向所述碳粉供應高壓氣體；和通過使用所述高壓氣體經超音速噴嘴來噴塗所述碳粉而將所述碳粉塗布在所述母料上。
16.如權利要求15所述的方法，所述方法還包括在塗布所述碳粉後在400℃～500℃的溫度燒除所述有機粘合劑。
全文摘要
本發明披露了一種多孔塗層部件和使用冷噴塗製造多孔塗層部件的方法。所述方法包括提供母料，將具有下述金屬組成的粉末供給至所述母料上，所述金屬組成包含選自由Al、Mg、Zn和Sn組成的組的至少兩種不同金屬並以xA－(1－x)B(0＜x＜1，x是A和B的重量比)表示，向粉末供應高壓氣體，通過用高壓氣體經超音速噴嘴來噴塗金屬粉末而將金屬粉末塗布在母料上，並對經塗布的母料進行熱處理以形成多孔塗層。在該方法中，能夠自由地控制塗層部件的孔徑和孔隙率。因而，該方法適用於熱用途和機械用途的各種部件。
文檔編號C23C26/00GK1918316SQ200580004854
公開日2007年2月21日 申請日期2005年2月11日 優先權日2004年2月13日
發明者高景現, 李夏勇 申請人:高景現, 李夏勇