中國冶金報(bào) 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 趙萍 攝影報(bào)道
“涂層在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用非常廣泛,且近年來下游對高性能涂層的需求不斷增加。據(jù)估算,具有優(yōu)異綜合性能優(yōu)勢的非晶涂層在國內(nèi)市場容量達(dá)15億元/年~20億元/年?!?0月27日,中國電器工業(yè)協(xié)會非晶合金材料應(yīng)用分會秘書長張華在首屆非晶合金涂層產(chǎn)業(yè)研究與技術(shù)發(fā)展推進(jìn)會上做主旨報(bào)告時這樣表示。
圖為張華做主旨報(bào)告
會上,他全面介紹了非晶涂層的性能優(yōu)勢,并深入分析了非晶涂層的發(fā)展現(xiàn)狀及面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。
從非晶涂層自身性能看,非晶涂層具有耐腐蝕(較不銹鋼或多晶材料提高數(shù)10倍到上千倍)、耐高溫、耐磨損、低摩擦系數(shù)、高彈性、結(jié)合強(qiáng)度高(可達(dá)到40兆帕~70兆帕)、抗輻照性等優(yōu)勢,且由于其對基體材料無嚴(yán)格限制,具有優(yōu)良的后續(xù)可加工性。
從非晶涂層制備工藝來看,主要有熱噴涂、冷噴涂、非晶合金鍍等工藝,各有優(yōu)缺點(diǎn)。熱噴涂工藝成本低、效率高、涂層性能優(yōu)異,但存在孔隙率、氧化問題;冷噴涂工藝致密性好、適用材料廣,但噴涂速度、涂層厚度受限;非晶合金鍍工藝具有鍍層均勻性好、適用范圍廣、結(jié)合力強(qiáng)、鍍層性能優(yōu)異、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)勢,但對材料敏感、表面保護(hù)要求高,且制備難度大、成本較高。張華特別提醒到,非晶合金鍍工藝市場前景比化學(xué)鍍大,商業(yè)應(yīng)用潛力巨大,應(yīng)得到廣泛關(guān)注。
從應(yīng)用領(lǐng)域來看,非晶涂層在海洋船舶、石油化工、電力行業(yè)、航空航天、汽車行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等均可應(yīng)用,其目前在電站鍋爐上的應(yīng)用取得極佳效果,市場反饋良好。
從國內(nèi)外發(fā)展情況來看,在國外,非晶涂層研究起步較早,制備工藝已經(jīng)相對成熟并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,技術(shù)積累和創(chuàng)新實(shí)力雄厚。近年來,國外在非晶涂層方面的研究更加深入,不僅關(guān)注其基本的物理和化學(xué)性能,還開始探索其在極端環(huán)境下的應(yīng)用潛力。如,美國在非晶涂層方面的技術(shù)研發(fā)一直走在前列,其非晶涂層在石油、天然氣鉆探及運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域已有10多年的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn);日本憑借性能優(yōu)異的非晶合金粉末對非晶涂層的研究起步較早,并持續(xù)至今。
在國內(nèi),非晶涂層產(chǎn)業(yè)再制造起步較晚、進(jìn)展很快,通過從國外引進(jìn)、國內(nèi)自主研發(fā),熱噴涂、冷噴涂、激光熔覆等工藝得到快速發(fā)展,技術(shù)工藝和解決方案也逐漸成熟。以鐵基非晶態(tài)合金材料為代表的非晶涂層材料市場認(rèn)可度不斷提高,鎳基、鈷基、銅基、鋁基等也逐漸得到研究和應(yīng)用。綜合來看,我國非晶涂層產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升溫快、效果得到一致認(rèn)可、市場需求增多、產(chǎn)業(yè)鏈開始形成、產(chǎn)學(xué)研合作密切、合作模式機(jī)制需創(chuàng)新、原材料和裝備提升空間大等7大特點(diǎn)。
從未來發(fā)展機(jī)遇來看,非晶涂層前景廣闊、潛力巨大。一是國家政策支持。近年來,國家對新材料產(chǎn)業(yè)的支持力度不斷加大,為非晶涂層的發(fā)展提供了良好的政策環(huán)境。二是市場需求大。隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加快和科技不斷進(jìn)步,下游對高性能涂層需求不斷增加,非晶涂層市場需求將持續(xù)增長。同時,非晶涂層顯示出對金屬結(jié)構(gòu)件的耐腐蝕防護(hù)、強(qiáng)化修復(fù)等優(yōu)勢,潛在市場巨大。三是冷噴涂工藝發(fā)展?jié)摿Υ?。目前,我國非晶涂層冷噴涂工藝效果已得到?yàn)證,產(chǎn)業(yè)規(guī)?;瘧?yīng)用開始形成,在鍋爐表面防腐耐磨等領(lǐng)域應(yīng)用潛力大,且產(chǎn)值逐年提升,預(yù)計(jì)今年全產(chǎn)業(yè)鏈超10億元。四是順應(yīng)綠色發(fā)展潮流。非晶合金鍍工藝比電鍍節(jié)能環(huán)保,市場需求大,且我國非晶合金鍍企業(yè)多、產(chǎn)業(yè)成熟,隨著未來全球?qū)Νh(huán)保和可持續(xù)發(fā)展重視程度的不斷提高,非晶涂層將迎來前所未有的發(fā)展機(jī)遇。
從面臨的挑戰(zhàn)來看,仍有很大提升空間。一是市場認(rèn)知度低,且產(chǎn)學(xué)界信息不對稱。目前,國內(nèi)市場對非晶涂層知曉率低,且對非晶涂層性能不了解;與此同時,國內(nèi)對非晶涂層研究已非常多,但不了解下游行業(yè)痛點(diǎn)和難點(diǎn)以及應(yīng)用需求。二是相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)缺失。目前,行業(yè)缺少粉末制備和非晶涂層相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),影響了其推廣和應(yīng)用。張華特別指出,標(biāo)準(zhǔn)先行可以解決不敢用、不會用、用不好等問題。三是技術(shù)提升空間大。我國非晶涂層的原材料、生產(chǎn)設(shè)備、制備工藝等相較國外先進(jìn)水平還有較大差距,需要加緊追趕。四是新應(yīng)用場景開發(fā)難。目前,很多涂層已經(jīng)形成固有模式,新材料新工藝很難進(jìn)入,論證和試驗(yàn)成本高、流程多。
“綜合來看,我國非晶涂層產(chǎn)業(yè)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)并存。”張華表示,下一步,行業(yè)需在研發(fā)新制備技術(shù)、優(yōu)化合金成分設(shè)計(jì)、拓展應(yīng)用領(lǐng)域、降低制備成本、制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、提高市場認(rèn)知度、加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研用對接等方面下功夫,推動我國非晶涂層產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。