Яковлев АД 2020

Лучше всего в кипящем слое наносить покрытия на однотипные и равнотолщинные изделия. Обычно этим способом окрашивают трубы небольшого и среднего диаметра, автомобильные спиральные пружины и рессоры, электродвигатели, трансформаторы, проволоку, корзины посудомоечных машин, металлическую сетку, конденсато­ ры, различные детали машин.

Можно получать как однослойные, так и многослойные покры­ тия; толщина покрытий может составлять от 150 до 600 мкм (при необходимости могут быть получены и более толстые покрытия). Потери материалов при нанесении не превышают 5 %.

7.3.3. ПРО ЧИЕ С ПО С О БЫ НАНЕС ЕНИЯ ПО РО ШКО ВЫХ МАТЕРИАЛО В

Газопламенное напыление. Это способ пневматического распы­ ления порошков при одновременном их плавлении, которое дости­ гается тем, что порошок при выходе из сопла распылителя проходит через пламя газовой горелки с температурой свыше 1500 °С. За сотые доли секунды частицы порошка нагреваются приблизительно до 120­150 °С, плавятся и в таком состоянии наносятся на покрываемую поверхность. Для снижения вязкости нанесенного материала, улуч­ шения адгезии и внешнего вида покрытия поверхность нагревают той же газовой горелкой сначала до нанесения порошка, а потом по­ сле его нанесения. Способом газопламенного напыления с примене­ нием установок УГПЛ, УГПЛ­П, УПН­6 наносят разные порошковые композиции на трубы, химическое оборудование (мешалки, гальва­ нические ванны, вентиляторы) и другие изделия с целью защиты их от коррозии. Толщина покрытий 0,5­3 мм. Недостатки способа ­ низкая производительность (3­4 м2 /ч) и невысокое качество покры­ тий из­за разложения полимеров в процессе нанесения.

Плазменное напыление. В отличие от газопламенного напыле­ ния, этот способ позволяет получать относительно тонкие покрытия более высокого качества. Нагревание распыляемого порошка осуще­ ствляется с помощью ионизированного газа ­ плазмы. Используют низкотемпературную плазму с температурой 8000­10000 °С, которую получают пропусканием инертного газа (аргон, гелий, азот) через электрическую дугу. При плазменном напылении исключается окис­ ление полимеров, однако возможно их термическое разложение. Поэтому способ находит применение для нанесения термостойких пленкообразователей (полифторолефины, полиарилаты и др.) на термостойкие субстраты (металлы, керамика), при этом пользуются установками УМП­5­68 и др.

Струйное напыление. Это беспламенный способ нанесения по­ рошковых материалов. Порошок наносят на предварительно нагре­

297

тые изделия из специального распылителя пневматического типа. Подача порошка в распылитель осуществляется с помощью пнев­ мошнекового питателя. Струйное напыление может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режимах. Наибольшее приме­ нение этот способ получил при защите теплоемких изделий: труб, валов, элементов металлоконструкций и др.

7.4. ПО ЛУЧЕНИЕ ТО НКИХ ПО КРЫТИЙ ИЗ ГА ЗО ВО Й ФА ЗЫ

Адсорбция низкомолекулярных веществ из газовой фазы и по­ следующая их полимеризация на поверхности подложки позволяют получать наиболее тонкие покрытия, нередко соизмеримые по тол­ щине с адсорбционными слоями полимеров. Такие покрытия суще­ ственно отличаются по структуре и свойствам от обычно получае­ мых толстых покрытий. Например, в случае кристаллических поли­ меров в пленках не наблюдается ярко выраженной кристаллической структуры: покрытия, как правило, нерастворимы, отличаются хо­ рошей сплошностью, имеют высокую адгезию, что объясняется хе­ мосорбционными процессами.

Тонкие пленки на металлах получают с целью: а) направленного изменения химической природы их поверхности и б) химической, электрической или другой изоляции. Для получения тонких и сверх­ тонких покрытий (от долей микрометра до 10 мкм) применяют три способа:

1)полимеризацию органических соединений под действием элек­ тронно­ионной бомбардировки (ускоренных электронов и тлеющего разряда);

2)разложение (эмиссия) полимеров в вакууме с последующей конденсацией и полимеризацией образующихся осколков;

3)пиролитическую полимеризацию циклических соединений. Все способы находят применение на практике.

7.4.1.ПО ЛУЧЕНИЕ ПО КРЫТИЙ ПО Д ДЕЙС ТВИЕМ

ЭЛЕКТРО ННО ­ ИО ННО Й БО МБАРД ИРО ВКИ

Получение покрытий под действием электронно­ионной бом­ бардировки основано на способности частиц высоких энергий вызы­ вать диссоциацию молекул органических веществ, находящихся в конденсированном состоянии на подложке. Образующиеся при этом активные осколки молекул ­ радикалы и ионы ­ вступают в реакции взаимодействия друг с другом и с молекулами недиссоциированных веществ, образуя полимерные покрытия.

Электронная бомбардировка и электрические разряды могут вы­ зывать химические превращения не только мономеров, но и ве­

298

проводя газоразрядный процесс в среде аргона, после чего аргон заменяют на пары вещества, служащего исходным материалом для получения покрытия. Осаждение полимера происходит на катоде, что позволяет предположить катионный механизм поли­ меризации. Обычно покрытия получают при следующих пара­ метрах:

С применением промышленных установок типа УВН­1, УВР­4 получены покрытия из метана, толуола, фурфурола, гексаметилди­ силоксана, виниловых, акриловых, аллиловых и других мономеров. Их толщина от 10 нм до 1 мкм, т. е. в пределах толщин сверхтонких покрытий.

Покрытия, получаемые в тлеющем разряде, как и при воздейст­ вии электронного пучка, используют в качестве тонкопленочной изоляции при изготовлении конденсаторов и изделий микроэлек­ тронной техники, а также для противокоррозионной защиты мел­ ких изделий.

7.4.2. ПО ЛУЧЕНИЕ ПО КРЫТИЙ ИЗ ПО ЛИМЕРО В НА ПЫЛЕНИЕМ В ВАКУУМЕ

Термическое разложение полимеров в вакууме, как известно, со­ провождается образованием мономеров и более сложных "осколков" макромолекул. В момент распада они находятся в активном состоя­ нии, т. е. представляют собой радикалы. Такие же продукты возни­ кают и при других способах энергетического воздействия, например электронно­лучевом, плазмохимическом.

Если в зону испарения поместить посторонний предмет (изде­ лие), то образующиеся низкомолекулярные продукты адсорбируются на его поверхности и полимеризуются с образованием полимерного покрытия. На этом принципе по аналогии с вакуумным напылением металлов разработан процесс напыления полимеров ­ фторопластов, полиэтилена, полиамидов. Покрытия получают в специальных уста­ новках ­ вакуумных камерах, снабженных электронагревателем или газоразрядной электронной пушкой (рис. 7.51, 6). Применение по­ следней обеспечивает особенно большую скорость разложения по­ лимеров (при мощности пушки 100­110 Вт/см скорость разложения фторопласта­3 достигает 0,1­0,12 г/мин). Режим работы установок:

300