化学材料的表面处理技术

朱林朝，胡云霞

（伊犁师范大学化学与环境科学学院，新疆伊犁 835000)

化学材料的表面处理隶属于化学的一个分支，在1960年之后得到不断的发展，并且逐渐在化学学科中占据着越来越重要的位置。随着时代的不断发展。化学材料的表面处理如今已经是跨学科、跨行业的综合性技术，包含着包括等离子物理以及表面化学在内的多种学科，是一门真正实现了学科交融的学科，无论是理论性还是实用性都非常强。

化学材料的表面处理实质上就是为了尽可能地提升化学材料的性能，比如说耐高温性，防腐蚀性以及导电、导磁性等性能。通过这些处理将化学材料本身的组成结构进行改变和完善，使化学材料能够在工作中更加持久稳定的发挥着自己的效用，尽可能地保持自身的高性能，延长使用寿命，从而更好地在高温等危险环境之下进行工作，提高工作效率。现如今，不仅人们的生活习惯发生了翻天覆地的改变，全世界的工业领域也在不断地跟随时代的变化，搭乘着时代为工业发展造的顺风船，进行着愈演愈烈的技术革新。在这样的大背景之下，各行各业对于化学材料的表面耐受性都有了更大的需要，现如今，化学材料的表面处理主要有以下几种方式，分别是材料热处理、激光涂层以及非金属涂层。化学材料的表面处理技术的不断发展和完善顺应历史趋势，对于社会的良性发展有着极其深重的意义。

化学表面处理技术是指物体表面化学性质的变化，需要通过一定的技术加以改善，如在物体表面进行涂层等。化学表面处理是化学科学的一个重要分支，也是表面工程的一个重要课题。近年来，它得到了充分的发展，已成为一个跨学科、跨行业的综合性领域。化学表面处理与表面物理、有机化学、表面化学、等离子体物理、传热等学科密切相关。本文主要介绍了几种化学表面处理技术。

1 化学材料的表面处理定义

由于化学材料具有一定的腐蚀性，所以在选择材料上一定要选择耐磨性强、耐腐蚀性强的物品。因此给化学材料的表面处理定义为：满足形成的表层与材料基体的物理、机械和化学性能要求，以达到其他需求功能的要求来处理化学材料表面[1]，采用化学材料的表面处理技术可以有效达到化学材料表面处理的要求，提高产品的使用寿命。

2 化学材料表面处理技术分析

2.1 金刚石薄膜涂层技术

金刚石是一种坚硬的物质，利用金刚石制造的刀具可以割开坚硬的玻璃。金刚石薄膜涂层技术是最坚硬的耐磨涂层，所以被广泛应用到化学材料表面处理领域。金刚石薄膜涂层技术在电子元件的制作上也有比较好的应用。根据资料研究发现，金刚石薄膜涂层的硬度较高，导热性能较好，碳元素组成所以具备极高的稳定性，一般不会被其他物质侵蚀和磨损。所以通过涂抹金刚石薄膜涂层，可以有效提升化学材料的硬度，加强导热性，减少其他物体接触和腐蚀，可以在一些高强度的工作环境中长时间保存。

2.2 化学镀技术

化学镀技术指的是在不通电情况之下发生氧化还原反应，通过强还原剂还原金属离子溶液中的金属，并在物质表面形成致密镀层的方法。化学镀的类型有很多，根据镀层材料进行区分，有镀银、镀铜、镀镍等。化学镀的主要优势是材料处理相对更加美观，更加耐腐蚀。另外，化学镀的工艺过程比较简单，在不同领域都有一定涉及，重点是在不通电环境下就可以实现。化学镀方式处理的化学材料，涂层不容易脱落，成本较低，用来镀层的溶液可以反复使用，所以获得广泛的认可。但是化学镀的工作效率较慢，所以不适合大规模的生产方式。

2.3 激光表面处理技术

激光表面处理技术的兴起是在20世纪70年代高功率激光出现后，激光表面处理技术是化学材料表面处理领域的先进技术之一。它主要利用高功率激光对化学材料的表面进行操作，加热材料形成特殊的表面层，改变材料的特性和性能，提高材料的标准。由于激光的参与，激光表面处理技术相对来说效率更高，操作更容易，成本也能得到有效控制。特别是在激光处理过程中，材料表面不会变形，降低了不良品的成本。激光表面处理技术主要是提高化工材料的耐磨性和耐腐蚀性，减少热处理的缺点。随着激光技术的进一步发展，激光表面处理技术也将向更高层次发展。

2.4 热喷涂技术

热喷涂技术出现较早，其技术和设备发展较为成熟。热喷涂技术的主要工作原理是通过加热来喷涂材料，从而改变化学材料的物理性质，如软化或完全液体处理。然后通过高速热源气流将软化或液化的涂层喷涂在化工材料表面，二者相互熔融，达到化工材料的表面处理效果。热喷涂技术经过一个多世纪的发展，已经相当完善。因此，除了大型工业材料外，热喷涂技术的应用领域还包括日常生活中的简单装饰，包括旧物件的修复等，新时代的热喷涂技术并没有被工业所抛弃，而是焕发出新的活力。热喷涂技术具有较高的成功率和应用经验。在新的科技背景下，热喷涂技术的应用需要提高技术水平，朝着创新的方向发展，才能获得更广阔的发展空间。

2.5 激光技术

激光技术是近年来高速发展的一项技术。虽然起步相对较晚，但是在技术水平上比较出众。利用大功率的激光对材料表面进行处理，并让材料的物理性质和化学性质产生变化，提升其使用价值。该方式由于成本低、精密度高的特点，在现阶段的工业生产中得到了推广使用。由于表面处理工作能够在短时间完成，也可以大幅度地促进生产过程。而随着技术水平的不断提升，激光技术也有了一些分支，例如合金化、硬化等，逐渐朝着多元化和智能化的方向发展。所涉及的领域也在不断扩大。

2.6 航空复合材料

航空事业随着经济的发展也实现了迅速崛起，而航空设备中的一些精密元件的质量也决定着设备的使用周期。很多元件都需要具备抗高温、抗腐蚀、抗压力等条件。然而元件在加工过程中本身就存在着一定的缺陷，导致材料出现损耗。此时就需要化学材料对其进行表面处理。近年来这些技术已经相对完善，但是仍然还有许多未知的技术层面需要后续的研究提供技术支持和数据保障。

2.7 手工处理

如刮刀、钢丝刷或砂轮等。用手工可以除去工件表面的锈迹和氧化皮等。这种物理处理技术是最传统的技术，适用于一些大型元件。但手工处理劳动强度大、生产效率低。质量差，清理不彻底，并且随着科技的发展，这种技术也逐渐地被其他技术代替。

3 结束语

总之，化学材料表层处理技术已获得极大提升，然而，今后相应的技术层次进步依旧会升高，处于市场方面需要的驱使之下，会给这类处理技术相应的层次予以更多的规定，如此就规定了各大企业要全方位把握市场状况、把控各类形势，并持续革新与改良相应的处理技术，促使国内化工领域获得长久且平稳的进步。