泡沫塑料

[拼音]：biaomian chuli

[英文]：surface treatment

在基體材料表面上人工形成一層與基體的機械、物理和化學效能不同的表層的工藝方法。表面處理的目的是滿足產品的耐蝕性、耐磨性、裝飾或其他特種功能要求。

在航空史上，最初用硬鋁板材做飛機蒙皮的嘗試，因出現晶間腐蝕而失敗。在發明並生產出表面包鍍純鋁的硬鋁板材之後，飛機才有可能採用全金屬結構形式。耐熱合金葉片表面塗以耐高溫塗層，可提高渦輪進口溫度，增大發動機的推力和熱效率。玻璃表面上鍍以透明電熱薄膜，可製成防霜、防霧的風擋和觀察窗。高強度鋼、鋁合金、鈦合金和鎂合金等異種材料，因電偶腐蝕原因不能直接接觸使用，但這些材料的零件經過適當的表面處理後便可以裝在一起。飛行器製造中常用的表面處理方法大體分為機械法、物理法和覆（鍍）層法3類。

機械法

典型的方法是噴丸處理，常用以改變飛行器結構和發動機零件表層的殘餘應力狀態，強化表層金屬，提高表層質量，以延長疲勞壽命。

物理法

包括表面淬火和激光表面處理。表面淬火是利用鋼的淬硬性，用高頻感應電流或鐳射束將零件表層金屬加熱到高溫，隨後冷卻使表面硬化。利用鐳射束也可以使表面極薄的一層金屬熔化，表層下的冷基體使表層熔化的金屬以極高的速度冷卻，形成超微晶粒或非晶結構，從而提高材料對磨損、腐蝕和疲勞的抗力。

覆（鍍）層法

這種方法在飛行器製造中應用得最廣泛。常用的有：

（1）電鍍：各種鋼製零件，除形狀特別複雜的零件因受鍍液分散能力限制不宜電鍍外，大都經過電鍍。

（2）包鍍：硬鋁合金板材表面均包覆純鋁。每面包鋁層的厚度一般佔板材總厚度的2％～4％。

（3）熱滲（見熱處理）：在航天器製造中，純矽化物與複合矽化物塗層可用於防護難熔金屬製件。料漿法塗敷鋁化物塗層則適用於鈮合金火箭噴管的高溫防護。

（4）噴鍍（塗）：向製件表面噴塗熔化或半熔化的金屬、合金、金屬間化合物、金屬氧化物或有機材料等的顆粒而形成鍍層。噴塗鋅、鋁金屬層可防止飛行器鋼焊接件的常溫腐蝕；噴塗難熔的碳化物、硼化物可防止高溫腐蝕和磨損。

（5）真空鍍：包括物理氣相沉積、化學氣相沉積和離子鍍，在飛行器製造中用於玻璃、塑料零件覆蓋鍍層，也用於各種鋼製和鈦制緊韌體以及需要與鋁、鎂合金連線的航天器不鏽鋼薄壁冷卻管的表面鍍鋁。其防護效能大大超過一般鍍層。

（6）轉化膜：包括鉻酸鹽處理、磷酸鹽處理、氧化等化學轉化處理和陽極化處理。化學轉化處理簡單方便，可以處理形狀複雜的零件。黑色金屬的發藍處理常用作航空儀表和光學儀器零件的裝飾防護層。鋁合金上的陽極氧化膜具有硬度高、耐磨、絕緣、絕熱、表層多孔而且吸附能力好和化學穩定性高的優點，所以重要的鋁合金零件，如蒙皮、翼肋、框架、接頭等，均經過這種處理。硬陽極化處理主要用於飛行器上的各種耐磨鋁合金零件，如作動筒和汽缸的內壁、軸承、艙門、地板、導軌等。

（7）有機塗層：利用刷塗、浸塗、噴塗、電泳塗覆、靜電噴塗等方法將有機塗料或塑料塗敷到零件表面上，經固化後形成連續的薄膜，以達到防護、裝飾和偽裝的目的。特種塗料還可用於推進系統和高速飛行器表面的高溫防護。飛行器上的漆層要儘量的薄。漆膜的厚度由常規的0.1毫米減至0.075毫米時，一架巨型運輸機的總重量約可減少1噸。

空間環境要求

航天器的表面處理還必須能耐高真空環境，防止鍍層快速昇華。鋅與鎘層昇華後冷凝和沉積會導致電器系統短路或光學鏡頭模糊。鉻的熔點比鉑高，但昇華速率是後者的1010倍，因此，航天器常常不得不採用昂貴的鉑作鍍層材料。合金鍍層因昇華速率不同可能導致成分變化，使效能降低。在真空環境中，吸附氣體膜不復存在，必須防止軸承或密封裝置中緊貼的金屬面間發生冷焊。飛船與外界的熱交換在真空中只能依靠輻射作用，所以改善表面輻射特性成為控制溫度和利用太陽能的唯一手段。此外，同微流星和原子碰撞會使航天器表面粗糙，輻射特性改變，這也是航天器表面處理中需要考慮的因素。

參考書目

D.R.Gabe，Principles of Metal Surface Treatmentand Protection，Pergamon Press，Oxford，1978.