陶瓷瓷磚摩擦磨損是自然界中的一種常見(jiàn)現(xiàn)象。摩擦是由于微區(qū)域接觸引起的原子或分子之間的相互作用而阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象；磨損是指由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而損失兩個(gè)表面的物質(zhì)。
一般來(lái)說(shuō)，熱噴涂涂層結(jié)構(gòu)比同類材料的鑄造或鍛造結(jié)構(gòu)具有更高的耐磨性。這是因?yàn)樵跓釃娡窟^(guò)程中，顆粒經(jīng)過(guò)高速淬火后，形成了一定孔隙的特殊結(jié)構(gòu)。在金屬涂層中，變形顆粒周?chē)鷷?huì)形成少量氧化物。涂層的微孔結(jié)構(gòu)不僅有利于零件表面潤(rùn)滑膜的維護(hù)，還能容納磨損產(chǎn)生的碎片，有利于提高零件表面的耐磨性。
陶瓷瓷磚耐磨涂層的性能要求
陶瓷瓷磚耐磨涂層的要求取決于耐磨涂層與基材的力學(xué)匹配、化學(xué)匹配、施加載荷的方向和大小以及涂層本身的性能。根據(jù)耐磨涂層的不同應(yīng)用，涂層的耐磨性、化學(xué)穩(wěn)定性、屈服強(qiáng)度、抗裂紋核和生長(zhǎng)能力都受到影響。
（1）涂層組合強(qiáng)度要求。耐磨涂層的首要要求是確保涂層和基體具有足夠的組合強(qiáng)度。因此，基體材料和涂層材料的選擇和設(shè)計(jì)應(yīng)以確保涂層的牢固組合為前提。
1)基體應(yīng)無(wú)變形。在高負(fù)荷條件下使用耐磨涂層時(shí)，基體應(yīng)具有足夠的硬度和屈服強(qiáng)度，以支撐涂層不變形。
2)涂層與基體材料的彈性模量匹配在彈性應(yīng)變條件下，如果涂層與基體的彈性模量不匹配，涂層與基體的界面就會(huì)產(chǎn)生陡變應(yīng)力。如果涂層的剛度大于基體，涂層中的應(yīng)力就會(huì)增加。隨著載荷與涂層與基體之間彈性模量差異的增加，應(yīng)力也會(huì)增加。
3）涂層與基體材料的剛度匹配。為了使硬耐磨涂層具有較長(zhǎng)的使用壽命，涂層應(yīng)合理匹配基體材料的剛度。如果剛度高的涂層沉積在剛度小的基體材料上。由于剛度不匹配，涂層中的拉應(yīng)力會(huì)增加，導(dǎo)致涂層中形成裂紋，影響基體，導(dǎo)致涂層早期損壞。如果涂層與基體材料的熱膨脹系數(shù)不匹配，則會(huì)因體積變化而產(chǎn)生應(yīng)力。一般來(lái)說(shuō)，涂層與基體相比非常薄。因此，基體的熱膨脹基本上不受涂層熱膨脹的影響，而涂層的熱膨脹則強(qiáng)烈受基體熱膨脹的影響。由于熱膨脹不匹配，涂層與基體產(chǎn)生的熱應(yīng)力基本集中在涂層中。熱膨脹系數(shù)差越大，涂層中的應(yīng)力越大，裂紋甚至剝落的趨勢(shì)越大。這是許多耐磨涂層在嚴(yán)重磨損前過(guò)早剝落失效的主要原因之一。
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