一種BaTiO3智能涂層的制備方法和BaTiO3智能涂層技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)實(shí)施例公開了一種BaTiO3智能涂層的制備方法，包括：在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層。對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層具有壓電效應(yīng)。則得到的BaTiO3智能涂層具有壓電傳感器的功能，可以對(duì)BaTiO3智能涂層自身的磨損狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、反饋，因此無(wú)需再粘貼傳感器。與現(xiàn)有的通過粘貼來結(jié)合的傳感器和基底相比，本申請(qǐng)所提供的BaTiO3智能涂層的制備方法可以避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及表面涂層
，更具體地說，涉及一種BaTiO3智能涂層的制備方法和BaTiO3智能涂層。
技術(shù)介紹
為了提高零件表面的耐磨性，通常在零件的表面制備一涂層。現(xiàn)有零件表面上的涂層在服役時(shí)，若其動(dòng)態(tài)損傷無(wú)法感知，則無(wú)法掌控涂層的磨損狀態(tài)。當(dāng)前的涂層疲勞磨損試驗(yàn)多以震動(dòng)、摩擦系數(shù)、溫度等因素的變化作為評(píng)估涂層磨損狀態(tài)的判斷依據(jù)。當(dāng)選定判斷因素的實(shí)際值超過了預(yù)設(shè)的門檻值，則說明涂層失效，然后對(duì)失效件進(jìn)行斷口分析，通過經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)典理論反向推斷出失效機(jī)理。但是這種以“事后判斷”為主的失效行為與機(jī)理研究，不能判斷涂層的臨界失效狀態(tài)，故無(wú)法建立可動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)并 控制涂層失效的掌控機(jī)制。由于智能傳感元件可以實(shí)時(shí)監(jiān)控涂層的磨損狀態(tài)，因此，在涂層中嵌入智能傳感單元便成了人們的首選。當(dāng)前常用的一種智能傳感單元是壓電傳感器，所述壓電傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)制備的。在壓電傳感器在應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備的過程中，需要將壓電傳感器粘貼到設(shè)備(或零件)上。但是，由于一些機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜或工作環(huán)境惡劣，使得所述壓電傳感器與設(shè)備間的結(jié)合度差，造成了壓電傳感器的檢測(cè)精度差，甚至脫落的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
有鑒于此，本專利技術(shù)提供一種BaTiO3智能涂層的制備方法和BaTiO3智能涂層，該BaTiO3智能涂層的方法能夠極大地提高傳感器與設(shè)備基底間的結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而避免壓電傳感器的檢測(cè)精度差，甚至脫落的問題。。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案一種BaTiO3智能涂層的制備方法，包括在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層；對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層具有壓電效應(yīng)。優(yōu)選的，所述在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層，包括通過超音速等離子噴涂工藝在所述基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層。優(yōu)選的，所述超音速等離子噴涂工藝的噴涂電壓為IlOV 130V，噴涂電流為430A 450A，噴涂功率為45kW 65kW噴涂距離為90_ 110mm。優(yōu)選的，對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，包括將所述BaTiO3陶瓷涂層放入極化電場(chǎng)中，在100°C 180°C的范圍內(nèi)對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層極化處理，持續(xù)15min 30min。優(yōu)選的，所述方法還包括在所述BaTiO3陶瓷涂層表面上形成第一電極，所述基底為第二電極，所述第一電極和第二電極構(gòu)成所述BaTiO3智能涂層的電流導(dǎo)出電極；將所述BaTiO3陶瓷涂層烘干。優(yōu)選的，在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層之前，還包括對(duì)所述基底表面進(jìn) 行預(yù)處理，得到粗糙的基底表面。優(yōu)選的，所述預(yù)處理包括采用噴砂工藝處理所述基底表面。優(yōu)選的，所述噴砂工藝包括以棕剛玉為砂料，噴砂氣壓為O. 5MPa IMPa，噴砂角度為30° 60°，噴砂距離為 130mm 160mm。—種BaTiO3智能涂層,包括基底，所述基底為任意形狀的基底；BaTiO3陶瓷涂層，所述BaTiO3涂層覆蓋在所述基底表面上。優(yōu)選的，所述BaTiO3智能涂層還包括第一電極，所述第一電極設(shè)置在所述BaTiO3陶瓷涂層表面上。由于本申請(qǐng)所提供的一種BaTiO3智能涂層的制備方法，包括在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層，并對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層成為具有壓電效應(yīng)的涂層。則得到的BaTiO3智能涂層具有壓電傳感器的功能，可以對(duì)基底表面(SP零件表面的BaTiO3智能涂層)的磨損狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、反饋，因此無(wú)需再粘貼傳感器。與現(xiàn)有的通過粘貼來結(jié)合的傳感器和基底相比，本申請(qǐng)所提供的BaTiO3智能涂層的制備方法可以避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。另外，所述BaTiO3陶瓷涂層作為基底(零件)表面涂層，本身即可以提高零件的耐磨性。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術(shù)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術(shù)的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的一種BaTiO3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖2為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的另一種BaTiO3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖3為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的又一種BaTiO3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖4為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的又一種BaTiO3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖5為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的又一種BaTiO3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖6為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的又一種BaTiO3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖7為本專利技術(shù)實(shí)施例所提供的一種BaTiO3智能涂層的示意圖。具體實(shí)施例方式為使本專利技術(shù)的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本專利技術(shù)，但是本專利技術(shù)還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本專利技術(shù)內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本專利技術(shù)不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。本專利技術(shù)實(shí)施例公開了一種BaTiO3智能涂層的制備方法，如圖I所示，包括在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層。所述基底為金屬基底，優(yōu)選為45#鋼，即所述基底可以為蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動(dòng)零件，還可為齒輪、軸、活塞銷等零件(零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火)，并可以為鑄件；或者，所述基底為銅基底或鋁基底，以適應(yīng)其他場(chǎng)合應(yīng)用的部件。對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層具有壓電效應(yīng)，則所述BaTiO3陶瓷涂層可以對(duì)其自身?yè)p傷產(chǎn)生電信號(hào)。 由于本申請(qǐng)所提供的一種BaTiO3智能涂層的制備方法，包括在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層，并對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層成為具有壓電效應(yīng)的涂層。則得到的BaTiO3智能涂層具有壓電傳感器的功能，可以對(duì)基底表面(SP零件表面的BaTiO3智能涂層)的磨損狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控、反饋，因此無(wú)需再粘貼傳感器。與現(xiàn)有的通過粘貼來結(jié)合的傳感器和基底相比，本申請(qǐng)所提供的BaTiO3智能涂層的制備方法可以避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。并且，由于所述BaTiO3智能涂層具有壓電傳感器的作用，則在收集BaTiO3智能涂層自身產(chǎn)生微斷裂時(shí)，所述BaTiO3智能涂層由于受力變化在上下兩個(gè)表面產(chǎn)生等量的正負(fù)電荷，即所述BaTiO3智能涂層發(fā)出的電流可以作為特征信號(hào)來完成對(duì)涂層臨界失效狀態(tài)的判斷，即對(duì)涂層狀態(tài)的判斷模式為“完整…較完整…未失效…臨界失效…失效”的多選式的連續(xù)判斷模式，即可完成對(duì)涂層的失效演變過程的實(shí)時(shí)、在線和動(dòng)態(tài)掌握。另外，所述BaTiO3陶瓷涂層作為基底(零件)表面涂層，本身即可以提高零件的耐磨性。本專利技術(shù)另一實(shí)施例公開了另一種BaTiO3智能涂層的制備方法，如圖2所示，包括在一 45#鋼基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層，所述BaTiO3陶瓷涂層的厚度在150 μ m以下，優(yōu)選的，所述BaTiO3陶瓷涂層的厚度為100 μ m或更小，以使得在對(duì)元件厚度有特殊要求的場(chǎng)合，使用所述BaTiO3智能涂層的元件成為可能。對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層成為具有壓電效本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種BaTiO3智能涂層的制備方法，其特征在于，包括：在一基底表面上形成BaTiO3陶瓷涂層；對(duì)所述BaTiO3陶瓷涂層進(jìn)行極化處理，使所述BaTiO3陶瓷涂層具有壓電效應(yīng)。

【技術(shù)特征摘要】

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王海斗，邢志國(guó)，徐濱士，盧曉亮，朱麗娜，周新遠(yuǎn)，康嘉杰，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：