پوشش هاي سراميكي ونسوز

پوششهاي سراميكي شامل شيشه ها يا بدون اضافه كردن تركيبات دير گداز مي باشند . پوشش هاي دماي بالا برپايه اكسيدها ، كاربيد ها ، سيليس ها ، بوريدها ، يا نيتريدها ، سرمتيها ومواد معدني ديگر مي باشند .

پوشش هاي سراميكي كه بر روي فلزات به كار مي روند آنها را در برابر اكسيداسيون وخوردگي در دماي اتاق ودماهاي بالا محافظت مي كنند . پوشش هاي ويژه براي كاربردهاي خاص توسعه يافته اند با مقاومت به سايش مقاومت شيميايي . قدرت انعكاس بالا ومقاومت الكتريكي وجلوگيري از نفوذ هيدروژن ، فلزات پوشش كاري شده ، با سراميك در كاربردهايي مانند قطعات كوره ، تجهيزات عمليات حرارتي تجهيزات فرايندهاي شيميايي ، مبدلهاي حرارتي ، قطعات موتورهاي جت ، و نازلهاي موتور موشك وقطعات نيروگاههاي هسته اي استفاده مي شوند .

فاكتورهاي انتخاب :
چندين فاكتور در انتخاب پوششهاي سراميكي بايد مورد توجه قرار گيرد .
– محيطي كه فلز پوشش كاري شده در آن كار مي كند .
– مكانيزمي كه پوشش عمل محافظت دردماي بالا را انجام مي دهد .
– سازگاري پوشش با فلز پايه
– روش اعمال پوشش
– كنترل كيفي پوشش
– توانايي تعمير پوشش

محيط كاري پوشش ممكن است شامل دامنه گسترده اي ازشرايط مختلف باشد عمر وعملكرد مورد انتظار پوشش ممكن است ازچندثانيه تا چند صدساعت متغير باشد . محيط ممكن است در معرض اتمسفر گازي با وسيكوزته هاي متفاوت باشد . قطعاتي كه از آلياژهاي دماي بالا ساخته شده اند ممكن است در معرض تنش هاي خيلي بالا باشند ويا ممكن است به عنوان قطعات محافظ دربرابر گرما ويا سيم پيچ كوره ها به كارروند كه تنها نيروي اعمالي وزن قطعه مي باشند . نرخ گرم وسرد كردن ممكن است تدريجي و يا سريع باشد وممكن است شامل يك ياچندين چرخه حرارتي باشد . براي هر محيط كاري ويژه پوشش انتخابي بايد فلز را در برابر اكسيداسيون وتاثير برداشت .

هيدروژن با جلوگيري يا به حداقل رساندن نفوذ اكسيژن ،نيتروژن وهيدروژن ازاتمسفر بواسطه پوشش به فلز پايه محافظت كند .
– مكانيزم هاي محافظت
پوشش هاي سراميكي بوسيله در مكانيزم فلز را دردماهاي بالامحافظت مي كنند . يك نوع از پوشش به عنوان يك پايدار اكسيدي روي سطح فلز به كار مي رود كه از تماس فلز با اتمسفر جلوگيري مي كند ويا آن را به تاخير مي اندازد . نوع ديگري از پوشش هاي فلزي تركيبات بين فلزي هستند كه لايه نازك اكسيدي روي سطح تشكيل مي دهند تركيب بين فلزي ها به گونه اي است كه يك تركيب بهينه عناصر فلزي براي تشكيل لايه محافظ پايدار بر روي سطح ايجادمي كند واگراين لايه شكسته شود دوباره مي تواند ايجاد گردد .
بنا براين اين نوع پوشش ها وابسته به تشكيل ومحافظت لايه اكسيدي براي محافظت فلز پا يه ميبا شد.

سازگاري شيميايي ومكانيكي :
سازگاري شيميايي پوششهاي سراميكي با فلز پايه مهم مي باشد .
بويژه موقعي كه پوشش ها بر روي فلزات دير گداز وآلياژهاي پايه نيكل براي كار در دماهاي بالا به كار مي رود . پوششهاي اكسيدي به اصطلاح پايدار مانند آلومينا در صورت وجود برخي فلزات دير گداز مانند نيوبيم وتا نتالم در دماهاي بالا ۱۳۷۰C0 پايدار نيستند همچنين آلومينا با فلزاتي مانند تيتانيم وزير كونيم واكنش مي دهد وويژگي هاي محافظتي پوشش از بين خواهد رفت .

پوشش همچنين بايد سازگاري مكانيكي با فلز زيرين داشته باشد تا اينكه تنشهاي مكانيكي ناخواسته درهر دو ايجاد نشود .
زيرا پوشش هاي خيلي پايدار دردماهاي پايين ترد هستند ضريب انبساط حرارتي پوشش و فلز پايه نبايد اختلاف زياد داشته باشد. اگر چه ضريب انبساط حرارتي پوشش بايدمقداري كوچكتر ازفلز پايه باشد تا اينكه پوشش دردماهاي پايين تحت فشار باشد . اختلاف ضريب انبساط حرارتي براي قطعاتي كه درمعرض چرخه هاي حرارتي هستند بايد بيشتر باشد سيستم بايد به گونه اي طراحي شود كه اختلاف ضريب ها پوشش را درتمامي دماها درحالت فشار قرار دهد.

اگر پوشش در دماهاي پايين تحت كشش باشد ترك خواهد خورد برعكس اگر تحت فشارهاي خيلي زياد باشد پوسته اي مي شود . تاثير پوشش بر روي عمر خستگي ودماي انتقال تردي مواد كامپوزيتي بايد همچنين مورد توجه باشد . به طور عموم پوشش از فلز پايه ترد تر مي باشد وترك برروي پوشش موقعي كه فلز پايه درحال كار مي باشد تشكيل مي شود بنابراين موجب كاهش انعطاف پذيري دردماي پايين وعمر خستگي مي شود .

– روشهاي كاربرد
روش به كار گيري پوشش ها بوسيله نوع آنها ، نوع فلزي كه بايد پوشش داده شود . وسايز وشكل قطعه محدود مي شود اغلب فرايند هاي پوشش كاري شامل عمليات حرارتي براي تعديل پيوند ها و آب بندي مي شود اتمسفري كه براي اسپري وعمليات حرارتي به كار مي رود . بايد دقيقا كنترل شود تااز افت خواص فلز پايه جلوگيري شود .

– كنترل كيفيت پوشش
اين مهم است اطمينان داشته باشيم كه پوشش قابليت محافظت از فلز را دارد اندازه گيري محافظت ونظارت چشمي دوروش براي تعيين كيفيت پوشش مي باشند . اگرچه اين روشها براي پوشش هاي اشكال پيچيده ومجراهاي داخلي كه ديدن و رسيدن آنها مشكل مي باشد نمي تواند به صورت رضايت مندانه اي به كار رود اگر چه آزمايش اكسيداسيون مقدماتي درچند دقيقه ويا چند ساعت دريك اتمسفر اكسيدي دردماهاي عملكرد مي تواندبه عنوان يك روش قابل قبول براي تعيين كيفيت پوشش به كار رود .

– قابليت تعمير پوشش
يكي از ملاحظات مهم درانتخاب پوشش مي باشد . پوششهاي ايده ال بايد قابل تعمير باشند اگر پوشش سطح به هنگام كار ناكافي باشدويا در حين كار آسيب ببيند . فرايند تعمير وتاثير آن براي پوشش هاي مختلف ، كاركردها ، فلز پايه وسايز و شكل قطعه متفاوت ميباشد .

– مواد پوشش
مواد معدني غير فلزي براي پوششهاي سراميكي چندين ويژگي عمومي دارد . كه از آن جمله پايداري شيميايي نسبتا خوب دردماهاي بالا سختي ، رفتار تردي تحت نيرو وپايداري مكانيكي درمقاطع نازك .

شيشه هاي سيليكاتي
پوشش ها از پودرهاي شيشه اي با يا بدون اضافه كردن تركيبات دير گداز تهيه مي شوند كه كاربردهاي صنعتي وسيعي درپوشش هاي سراميكي دارند شيشه عموما بوسيله مخلوط كردن نسبت خاص از مواد معدني وگرم كردن آن درمخلوط كن تا رسيدن به حالت مذاب يامايع تهيه مي شوندوسپس سريع كوئنچ مي شوند .
كوئنچ عموما بوسيله تخليه مذاب در آب سرد ويا ريختن آن درغلتك هايي كه به وسيله آب سرد مي شوند انجام مي گيرد حالت پيش موجب ايجاد تكه هاي كوچك شيشه اي مي شودكه مي توان آنهارا به آساني درآسياب هاي توپي ويا ساير تجهيزات تبديل به پودر كرد .

و اين تكه ها آبگينه ناميده مي شوند واين كلمه به شرايط فيزيكي ذرات مربوط ميشود ونه تركيب وخواص آنها كوئنچ كردن بواسطه ميله هاي فولادي رد شده با هوا موجب ايجاد ذرات ورقه اي مي شود كه تردتر از ذراتي هستند كه بوسيله كوئنچ در آب تهيه شده اند واثرات زيست محيطي آنهاكمتر است.
پوشش هاي سراميكي براي كاربردهاي دماي بالا نظير محفظه هاي احتراق فضاپيما وتوربين ها ومبدلهاي حرارتي به كارمي روند اختلاف در تركيب شيميايي پوشش ها درواقع بي نهايت است محدوده آنها از آلومينا آلكالي بوروسيليكاتي كه نسبتا نرم ، دماي ذوب پايين وسياليت بالا تا باريم قهوه اي متغير است .

پوشش هاي شيشه اي كريستالي توسعه يافته اند دراين پوشش ها كريستاليزاسيون شيشه ها بوسيله تنظيم وعمليات حرارتي واضافه كردن مواد جوانه زا درحين ذوب شيشه ها كنترل مي شود . چندين ماه دير گداز مختلف ممكن است با شيشه تركيب شوند تا يك پوشش مناسب براي دماهاي بالاتوليد شود .

اضافه كردن مواد دير گداز به حالت عملكرد وسازگاري ماده دير گداز باشيشه ومواد افزودني ديگر وهمچنين فلز پايه بستگي دارد تركيب خام شيشه ها ،تركيب ذوبي آنها وخمير ها براي پوشش هاي مورد استفاده ، دردماهاي بالا به ترتيب درجداول ۱و۲و۳ آمده است پوشش هاي شيشه اي را مي توان بوسيله اسپري كردن ويا دمش هوا ، غوطه وري وخشك كردن ، روكش دادن وخشك كردن وپوشش كاري سيالي به كاربرد تحت شرايط مشخص همچنين مي توان روش اسپري الكترواستاتيكي رابه كار برد.

اسپري كردن يك روش معمول مي باشد بجز درمواردي كه شكل قطعه از پوشش شدن تمامي آن جلوگيري ميكند يا موقعي كه قطعه بزرگ باشد وبراي كاهش هزينه هاي مواد از روش غوطه وري يا روكش دادن استفاده مي شود . فرايند غوطه وري وخشك كردن يك روش اقتصادي براي پوشش كاري قطعات كوچك با شكل سا ده مي باشد . براي قطعات بزرگ با سطوح محدود روش پر كردن وخشك كردن مي تواند بهترين روش پوشش كاري باشد . چرخش ولرزاندن قطعات موقعي كه از روشهاي غوطه وري وپر كردن استفاده مي كنيم ضروري مي باشدتا اينكه پوشش يكنواخت روي سطح بوجود بيايد .

پوشش هاي شيشه اي شكننده هستند اما موقعي كه درضخامت هاي معمول بين۲۵ تا ۵۰ به كارمي روند پايداري قابل ملاحظه اي حتي درلبه ها گوشه هاي نيز ازخود نشان مي دهند . زبر كردن مكانيكي سطح فلز قبل از پوشش دهي باعث افزايش مساحت سطح مي شود وبرنرخ اكسيداسيون تاثير مي گذارد .وهمچنين چسبندگي را افزايش مي دهد . بعد از پوشش دهي ، پوشش بايد در دماهاي نسبتا بالا خشك شود و سپس در دماهاي بالا آتش زده شود تا اينكه عملكرد مطلوب و ويژگيهاي سطحي مناسب بدست آيد .

نوع ديگري از پوشش ها براي كار در دماي بالاتركيب شيشه وفلز ميباشد كه سرميت ناميده مي شود . نسبت بالايي از پودرفلز ( مانند ( ALاز اينكه شيشه به حالت خميري درآمد به آن اضافه مي شود . اين پوشش ها ممكن است درمعرض دماهايي بالاتر از دماي منبع آتش اصلي باشند . ورق هاي فولادي كوچك كه با اين نوع پوشش ها پوشش كاري مي شوند مي توانند از دماي سرخ شدن در آب كوئنچ شوند بدون اينكه در سطح آنها پوسته ويا تاول ايجاد شود كاربردهاي مناسب اين پوششها در مبدلهاي حرارتي ، قطعات احتراق موتورهاي داخلي ، جعبه هاي آتش براي بويلرها ، ( اطلاعات اضافي در بخش سرميت ها قابل دسترس ميباشد)

– اكسيدها :
پوشش ها بر پايه مواد اكسيدي بر روي فلزات ايجادمي شوند بجز فلزات دير گداز كه فلز را در برابر اكسيداسيون دردماهاي بالا محافظت ميكند ويك عايق حرارتي با درجه بالا مي باشد . پوشش هاي اكسيدي اسپري شعله اي محافظت كاملي از فلزات ديرگداز در برابر اكسيداسيون ايجاد نمي كند واين بدليل تخلخل هاي ذاتي است كه در درون آنها وجود دارد پوشش هاي اكسيدي به آساني ضخامتهاي ۶/۴mm مي توانند به كار روند اما مقاومت آنها در برابر شوك حرارتي با افزايش ضخامت كاهش مي يابد . آلومينا ( A 2O3) وزير كونيا ( Zro2) اكسيدهايي هستند كه عموما به عنوان پوشش به كار مي روند .

پوشش هاي آلومينا سخت هستند ومقاومت خوبي دربرابر سايش وخوردگي دارند . زير كونيا به صورت گسترده اي به عنوان عايق حرارتي به كار مي رود زيرا هدايت حرارتي آن پايين مي باشد .

جدول۴ ليست اكسيدهاي پايه كه براي پوشش به كار مي روند و همچنين نقطه ذوب آنها را نشان مي دهد . پايه اكسيدي يكي از اجزاء اصلي پوشش اكسيدي مي باشد ومقدار آن بيشتر از ۹۵درصد وزني مي باشد . مواد ديگري مانند اكسيد كلسيم ( Cao) اكسيد كرم ( cr2o3) واكسيد منيزيم (Mgo) درمقادير كم براي پايداري وتثبيت پوشش اضافه مي شوند كه موجب افزايش دانسيته ، اصلاح ويژگيهاي سطحي وبهبود مقاومت دربرابر شوك حرارتي مي شوند خواص فيزيكي براي پوششهاي آلومينا وزير كونيا اسپري شعله اي درجدول ۵آمده است .

پوشش هاي اكسيدي معمولا باروشهاي اسپري قوس – پلاسما و يا شعله اي به كار مي روند قبل از اسپري كردن باهر روشي سطح فلز موردنظر بايد كاملا تميز وزبر باشد سايش دمشي شرايط سطحي مطلوب راايجاد مي كند .

پوشش هاي اسپري معمولا داراي ضخامت بين ۲۵ تا ۵۰۰ مي باشند اسپري شعله اي يا با سيستم هاي اكسي هيدروژن يا اكسي استيلين به كار مي رود .
كه مي تواند اكسيدهاي دير گداز كه نقطه ذوب آن ۲۷۶۰C0 است ايجاد كند . اگر چه اكسيدهاي دير گداز مشخص مخصوصاً اكسيد سيليكون به خوبي اسپري نمي شوند عليرغم اينكه نقطه ذوب آنها به طور قابل ملاحظه اي زير ۲۷۶۰C0 مي باشد آلياژهاي كرم نيكل مقاوم به اكسيداسيون اغلب به عنوان زير لايه به كار مي روند قبل ازا ينكه پوشش كاري بوسيله اسپري نقطه اي انجام شود بدون همچنين پوشش پايه اي چسبندگي اكسيد ممكن است ناكافي باشد ونرخ پوشش درجريان اسپري شعله اي پايين است ومعمولا بين ۱۶ تا مي باشد .

تمام اكسيدهايي كه مي توانند اسپري شعله اي شوند ودماي ذوب آنها بالا است مي توانند در اسپري پلاسمايي نيز به كار روند . عموماً اسپري پلاسمايي پوششي با دانسيته بالا ( تخلخل پوشش هاي اسپري اكسيدي بين ۵ تا ۱۵ درصد باشد كه بسته به روش دارد ) سختي بالا وسطح ونهايي صافتر ايجاد مي كنند .
همچنين به دليل اينكه پوشش كاري سريع مي باشد دماي زير لايه پايين باقي مي ماند از آنجايي كه گاز خنثي درحين اسپري پلاسمايي به كار مي رود اكسيداسيون زير لايه به حداقل مي رسد.

علاوه بر اسپري كردن اكسيدها را مي توان به وسيله ماليدن نيز به كار برد پوششهاي ماليدني معمولا ضخيم تر از پوشش هاي اسپري هستند و به گونه اي طراحي مي شوند كه حداكثر محافظت حرارتي زير لايه را ايجاد كنند . اتصالهاي متوسط مانند سيليكات سديم ، آلومينات كلسيم ، اسيدفسفريك ياشيشه براي پوشش كاري بوسيله ماليدن به كار مي روند علاوه بر اين به كار بردن فلزات مستحكم با انبساط زياد پوشش كاري ماليدني راتقويت مي كند .
كاربيدها به عنوان پوشش هاي سراميكي اصولا براي مقاومت به سايش و آب بندي به كار مي روند كه سختي بالاي كار بيدها مزيت آنها مي باشد اين كاربرد ها شامل آب بندي موتورهاي جت و سنجه قطر داخلي مي باشد . پوشش هاي كاربيدي براي مقاومت به سايش بوسيله اسپري شعله اي ويا تكنيك تفنگ انفجاري به كار مي روند جدول ۶ نقطه ذوب ۱۰ كاربيد را نشان مي دهد .

سيليسيد ها :
يكي از پوشش هاي بسيار مهم براي محافظت فلزات دير گداز در برابر اكسيداسيون مي باشند پوشش ها برپايه سيليس بوسيله تشكيل سيليكا بر روي سطح وقتي كه در اتمسفر حاوي اكسيژن گرم ميشوند عمل محافظت را انجام مي دهند . براي افزايش پايداري شيميايي خودجوش وچسبندگي اين پوشش نازك سيليكا عناصر ديگري مانند كرم ، نيوبيوم ، بوريا آلومينوم به آن اضافه مي شود .

جدول ۷ توضيحات چندين پوشش سيليسيدي را نشان مي دهد . اين موادهمچنين با اندكي تغييرات با روش رسوب بخار بر روي زير لايه به كار مي روند . جا نشاني ، نفوذ و واكنش سيليسم ( وعناصر ديگري كه به مقدار كم اضافه مي شوند ) با فلز زير لايه در دماهاي بالا پوشش هاي بر پايه سيلسيد را ايجاد مي كند .
يكي ازويژگيهاي رسوب بخار و پوششهاي سيليسيد ي نفوذ ي چسبندگي زياد آنها به زير لايه مي باشد . كنترل نسبتا دقيق محافظت پوشش بوسيله اين روش بدست مي آيد .
پوشش جاي سيليسيد ي يكنواخت با ضخامت چند دهم ميل تا چندين ميل ( هر ميل مساوي يك هزارم اينچ مي باشد ) برروي قطعات ساده و پيچيده بوسيله سمانتاسيون جعبه اي ويا روش بستر سيال مي توان ايجادكرد .

فرايند دوغاب مذاب يك روش متداول براي رسوب پوششهاي سيليسيد ي بر روي فلزات دير گدازمي باشد . دوغاب با پودرهاي ريز سيلسيم بامواد افزودني مطلوب ( آهن ، كرم ، هافنيم ، تيتانيم ، ) درمايع آلي براي پوشش كاري قطعات بوسيله غوطه وري ،اسپري وفرجه به كار مي رود قطعات پوشش كاري شده درخلا يا اتمسفر خنثي در دماي ۱۳۰۰-۱۴۰۰c0 براي مدت زمان ۳۰ تا ۶۰ دقيقه گرم مي شوندتا پيوندهاي بين پوشش وزير لايه محكم تر شود .

از آنجاييكه پوشش ها نسبت به زير لايه تردترمي باشند پوشش هاي سيليسيد ي مستعد تشكيل ترك مي باشند كه مي تواند موجب افزايش تنش درزير لايه شود . عموما پوششهاي سيليسيدي تاثير مخالفي دردماي اتاق بر روي خواص مكانيكي زير لايه دارند ولايه ضخيم تراين اثر را افزايش مي دهد .
پوششهاي سيليسيدي عموما موجب تردي فلزي مي شوند كه روي آنها به كار مي رود اما لزوما خواص مفيد فلزات پوشش كاري شده دركاربردهاي سازه اي رااز بين نمي برند .

– پوشش هاي فسفاته :
فسفاتها براي فلزات سيستم هاي پوششي محافظتي هستند كه بوسيله واكنش شيميايي اسيد فسفريك واكسيدهاي فلزي مانند اكسيد آلومينوم اكسيد كرم، اكسيد هافنيم ، اكسيد روي واكسيد زير كونيوم تشكيل مي شوند مواد با پيوندهاي فسفاته براي محافظت فلزات در برابر گرماوبه عنوان چسب در لايه هاي رنگ سراميكها به كارميروند .
كامپوزيتهاي ضخيم تر بوسيله ماله كاري ،اسپري وكوبش بدست مي آيند پوشش هاي فسفاته داراي دانسيته پايين ، هدايت حرارتي پايين دير گدازي بالا بعد از نگهداري در مكاني با رنج دمايي بين ۲۱ تا ۴۲۵c0 مي باشند ومي توانند در ضخامتهاي زياد نسبت به ساير روشهاي پوشش كاري به كار روند . بنابراين كامپوزيت هاي دير گداز ضخيم مي تواند براي محافظت سيستم هاي فلزي بامقاومت پايين در برابر دما به كار رود .

پوشش هاي فسفاته بسته به تركيب شيميايي مي توانند پايداري دمايي تا ۲۴۲۵c0 داشته باشند وتا ضخامتهاي ۵۰mm به كار روند .
وقتي كه كامپوزيت هاي فسفاته آماده شدند يكي از قويترين پيوندها بين ذرات اكسيد فلزي با ۸۵% اسيدارتوفسفر يك (P4O) بدست مي آيد .اگر چه پيوندهاي كامپوزيتي با اسيد فسفريك داراي ماگزيمم دماي كاري كمتري نسبت به كامپوزيتهاي تشكيل شده بوسيله واكنش اكسيد فلزي واسيد فلوئوروفسفريك ( H2PO3F) ميباشند و همچنين دماي نگهداري آنها نيز پايين مي باشد .

بعد از آماده سازي كامپوزيتها به مدت ۲۴ ساعت پير مي شوند براي اينكه واكنش بين اسيد واكسيد فلزانجام بگيرد . كامپوزيتهاي پيرشده يابه صورت مستقيم روي زيرلايه ويا بر روي پوشش محافظتي ديگر ماليده مي شوند .
پوشش سپس با كنترل دقيق زمان ودما نگهداري مي شود پيوندهاي اكسيدها با اسيد ارتوفسفريك به مدت يك ساعت در دماهاي زير نگهداري مي شوند ۲۱۵, ۱۵۰, ۱۲۰ , ۹۳, ۴۲۵C0 , 315 پيوندهاي اكسيد هابا اسيد فلوئوروفسفريك به مدت ۳ ساعت در دماي اتاق وسپس براي يك ساعت دردماهاي ۲۰۵ C0, 150, 120 نگهداري مي شوند . جدول ۸ تعدادي از پوششهاي فسفاته ، دانسيته وماگزيمم دماي كاري آنها رانشان مي دهد .

واكنش بين پوشش اسيدي وزيرلايه ممكن است ياباعث ايجاد با دكردگي يا پيوسته شدن بعد از پوشش كاري ويا بعد ازنگهداري درنتيجه آزاد شدن هيدروژن از اسيد گردد . تبخير پنتا اكسيد فسفر ( P2O5) وتجزيه محصول اسيد همچنين مي تواند باعث ايجاد پوسته شود .
تركيبات مختلف مانند اكسيد كرم تركيبات آمونياك يا فسفات هريك به مواد پوشش اضافه مي شوند تا از پوسيده شدن زير لايه بايتا اكسيد فسفر جلوگيري مي شوداين مواد افزودني موجب افزايش PH پوشش مي شوند بدون آنكه به عملكرد پيوند ها تاثيري داشته باشند . اسيد كرميك همچنين ممكن است اضافه شود تا سبب افزايش انتشار گرما بشود .
پوششها معمولا دگر رواني هستند وداراي وسكوزيته بالايي نسبت به تعداد واقعي مي باشند زيرا اغتشاش مختصر ممكن است باعث سيلان ماده شود .

پوششها به گونه اي تهيه مي شوند كه داراي خواص حرارتي و فيزيكي بهينه باشند . اندازه ذرات ونسبت مواد به چسب تاثير زيادي برخواص نهايي دارد كه عبارتند از انقباض ، مقاومت به شوك حرارتي ، استحكام پيوند ، تخلخل وهدايت حرارتي محدوده محصول براي اندازه ذرات پوششهاي فسفاته بين ۱۴تا ۳۲۵ مش مي باشد .
پوششهاي فسفاته اصولا براي جلوگيري از آسيب فلز زير لايه در حين عملكرد دردماي بالامي باشند كاربرد ها شامل محفظه هاي احتراق ، داكتهاي گازداغ وعايق هاي حرارتي دماي بالا مي باشد .

سرمتيها :
جدول ۹ تركيب پوششهاي رسوب الكتريكي بر پايه سرمتيها ، ضخامت ، عمر عملكرد دردماي بالا وزير لايه هاي مناسب براي اين مواد را نشان مي دهد .
پوششهاي رايج سرميتي رسوب الكتريكي فقط كاربردهاي تجاري دارند .

پوششهاي سرميتي شامل مخلوطي ازفلز واكسيدهاي سراميكي مي باشد كه زير لايه فلزي را در برابر اكسيداسيون وساييدگي محافظت مي كند .
و آينه رسوب الكتريكي براي كاربردهاي زير به كار مي روند كه تركيبي ازالكترو پليتنگ ( آبكاري ) ( براي فلزات ) والكترو فورسيس ( براي سراميكها) ميباشد . مقدار سراميكي كه مي تواند پوشش داده شود بستگي به اندازه ذرات ، دانسيته وتركيب دارد . محدوده اندازه ذرات سراميك ازكمتر از تا متغير مي باشد اين ذرات بوسيله همزدن درحمام آبكاري به حالت معلق هستند باروشهاي معمولي پوشش شامل ۲۰ درصدسراميك رامي توان بدست آورد وبا فرآيندهاي ويژه مي توان به ۵۰ تا ۶۰ درصد افزايش داد. زيرا اغلب پوشش هاي سراميكي براي كاربردهاي مقاوم به سايش مي باشند مانندنازلهاي موشك و پوشش ها نسبتا ضخيم هستند . > يا ( > 3mil پوششهاي نازكتري نيز مي توان بدست آورد وضخامت رامي توان تا كنترل كرد .

سرميتها با روشهاي اسپري پلاسمايي وتفنگ انفجاري براي افزايش مقاومت به سايش فلزات وسوپر آلياژها به كار مي روند .
مهم ترين سر ميتها پايه فلزي كار بيدها وبوريد ها هستند . مخصوصا كاربيد تنگستن با ۸ تا ۱۵% كبالت درمقادير كم كبالت سختي ومقاومت به سايش بالا ايجاد مي شود افزايش مقدار كبالت موجب افزايش چقرمگي مي شودكه براي كاركردهاي سايشي وضربه اي لازم مي باشد .
كاربيد هاي تنگستن مقاومت به سايش بالايي تا دماي ۵۹oc0 درهوا دارند دردماهاي بالاتر كاربيدهاي كرم و آلياژهاي نيكل – كرم مشخص به كار مي روند زيرا داراي خاصيت خود روان كاري مي باشند پوشش ها بر پايه اكسيد آلومينوم، كاربيدهاي ديرگداز وفلزات مقاوم به اكسيداسيون در دماهاي بالاي ۸۷۰oc0 به كار مي روند .

– روشهاي پوشش دهي
پوشش هاي سراميكي ممكن است با روش هاي فرچه اي ، اسپري ، غوطه وري ، پوشش دهي سيال ، اسپري شعله اي احتراقي ، اسپري شعله اي قوس پلاسما ، اسپري تفنگ انفجاري ، سمانتاسيون جعبه اي ، سمانتا سيون بستر سيال ، جريان بخار ، مالشي ويا الكترو فورزبه كار روند اغلب اين روش ها براي پوشش كاري قطعات توليدي به كار مي روند انتخاب روش پوشش دهي بستگي به فاكتورهاي زير دارد .

– فلز زير لايه
– مواد پوشش ( برخي مواد ازجهت روش كار برد پوشش دهي محدود هستند )
– اندازه وشكل قطعه اي كه بايد پوشش دهي شود .
– هزينه
– شرايط كاري ( روش پوشش دهي مي تواند خواص پوشش را تغيير دهد )
– اسپري وغوطه وري

اسپري وغوطه وري دو تا از روشهايي هستند كه براي پوشش دهي سراميكي به شكل دوغاب به كار مي روند . اين روشها براي پوشش دهي سيليكاتهاويا ساير پوشش ها بر روي داكت هاي خروج بخار رادياتورها هيترها وساير قطعات با توليد بالابه كار مي روند .
اسپري موقعي مي تواند به كار رود كه ما به تمامي سطوح قطعه به صورت مستقيم دسترسي داشته باشيم اين روش معمولا باكنترل دقيق ضخامت پوشش براي پوشش كاري سطوح خارجي به كار مي رود .

روش غوطه وري تقريبا براي تمامي قطعات به كار ميرود كه شامل قطعات مونتاژشده بوسيله پرچ كاري وجوش نقطه اي ميباشد بجز درمواردي كه سطوح تماس به صورت ناكافي با دوغاب پوشش شوند . براي ضخامت پوشش يكنواخت براي هر قطعه بايد شرايطي را ايجاد كنيم تا هر سطح زاويه مناسبي داشته باشد .

– آماده سازي سطح
قطعات قبل از اسپري يا غوطه وري بايد كاملا تميز شوند نقاط روغني از چسبندگي پوشش جلوگيري كرده وموجب ايجاد پوسته وترك خوردگي در جريان آتش زدن مي شود . موقعي كه از سند پلاست استفاده مي كنيم ساينده ها بايد عاري از هر گونه آلودگي باشند قطعات باگوشه هاي تميز بايد گرد شوند چون پوشش كاري آنها مشكل است . اگر گوشه هاي تيربدون گرد كردن پوشش كاري شوند پوشش اغلب بعد از آتش زدن ترك برمي دارد .

فرايند تميز كاري اصولي كه به كار مي رود عبارت است از شيميايي و سايش . روش تميز كاري شيميايي براي فلزات كم آلياژ مشابه روشي است كه قبل از لعاب كاري چيني به كار ميرود . براي مواد پر آلياژ مانند فولاد زنگ نزن وآلياژ هاي مقاوم به حرارت پوسته زدايي حرارتي وياچربي زدايي بخار تري كلرواتيلن بعد از ماسه زني به كار مي رود بجزبراي مواد نازك ومواد با سطوح غير قابل دسترسي براي اين قطعات تميزكاري شيميايي استفاده مي شود.

جدول ۱۵ محلولهاي تميز كاري شيميايي ومدت زمان غوطه وري را براي فولاد هاي زنگ نزن و فولاد هاي مقاوم به حرارت نشان مي دهد .
به كار بردن تميز كننده ها ي شيميايي بامحلولهاي قليايي به قطعاتي محدود مي شود كه به خوبي خشك مي شوندتمامي محلولهاي تميز كننده بايد از روي قطعه بوسيله آبكشي قبل از پوشش كاري برداشته شوند .

تميز كاري ساچمه زني بر روي قطعاتي به كار مي رود كه بوسيله عمل ماسه زني اعوجاج روي آنها ايجادنشود وسطوح آنها نيز براي ماسه زني قابل دسترسي باشد . تميز كاري سايشي موقعي به كار برده مي شود كه پيوند قوي بين پوشش وزير لايه نياز باشد .
ماله سيليكا اغلب براي ماسه زني متوسط به كار مي رود وداراي هزينه پاييني مي باشد . اگر چه نرخ بالاي استهلاك وتاثير مضر آن بر روي تجهيزات ماسه زني موجب هزينه هاي بالاي نگهداري وتعميرات مي شود . به كار بردن موادبا هزينه زياد اوليه مانند ساچمه هاي فولادي اكسيد آلومينوم وساچمه هاي شيشه اي موجب كاهش هزينه هاي نهايي مي شود .

– فرآيند
مواد پوشش دهي سراميكي ممكن است به صورت دوغاب خريداري شوند كه دراين حالت تنها ويسكوزيته آنها با اضافه كردن مواد ويژه ويا آب قبل ازكار بردتنظيم مي شود پوششها همچنين ممكن است به صورت خمير شيشه باشند . خمير شيشه با آب وارد آسياب به همراه موادخنثي ديگر ، خاك رس مي شود تا آناليز مورد نظر بدست آيد . تغيرات درتركيب شيميايي توصيه شده و ويسكوزيته دوغاب ممكن است شرايط نامطلوبي را ايجادكند ويسكوزيته ويژه پايين موجب محدوديت پوشش ويا جاري شدن پوشش به كار رفته مي شود .
بالا بودن ويسكوزيته ويژه موجب ضخيم شدن پوشش مي شود كه به هنگام آتش زدن ترك مي خورد . براي بدست آوردن نتايج رضايت بخش نمونه هاي تست دراندازه هاي ۲۵ تا ۷۵mmو با همان تركيب شيميايي تهيه مي شوند وبراي چك كردن وزن لايه خشك شده دوغاب و ويژگيهاي پوشش بعد از پخت به كار مي روند . دوغاب درابتداي همه مرحله كاري بايد چك شود وهر موقعي كه نياز باشد تنظيم گردد . ويا حمام دوغاب جديدي توليد شود.

كاربرد دوغاب روي قطعه كار نيز همچنين بدليل ضخامت پوشش مهم مي باشد براي فولاد هاي زنگ نزن و آلياژ هاي مقاوم به حرارت ضخامت پوشش در محدوده ۱۳ تا مي باشد . تلرانس ويژه اي براي ضخامت پوشش ها وجود ندارند . اگرپوشش خيلي نازك باشد درجريان پخت اكسيد مي شود وسبب از بين رفتن اثر حفاظتي آن مي شود .
واگر خيلي ضخيم باشد ترك مي خورد . غوطه وري يك روش ترجيحي براي پوشش كاري قطعات مي باشد اگر چه اسپري نيز به صورت گسترده اي به كار مي رود .
در بسياري از موارد لازم است پوشش اضافي از رو ي سطح برداشته شودتا اينكه ازترك خوردگي جلوگيري شود . اشكال پيچيده بايد اسپري شوند زيرا غوطه وري موجب ايجادپوشش اضافي در سطوح غير قابل دسترس مي شود .

بعد از به كار گيري دوغاب بايد درهواي گردش بين ۶۰ تا ۱۲۰c0 براي ۱۰ تا ۱۵ دقيقه خشك شود . اگر دماي خشك كردن بسيار پايين باشد خطوط آبي روي پوشش ظاهر مي شود واگردما بالاباشد پوشش پاره مي شود . تمامي آبها بايد برداشته شوند تا پوشش درهنگام پخت پوسته اي نشود . پخت دركوره هايي كه بوسيله جريان برق ويا گاز گرم ميشوند انجام مي گيرد دماي پخت وزمان بستگي به ضخامت پوشش وزيرلايه دارد .

دما واتمسفر كوره بايد كنترل شودتا ويژگيهاي سطحي مناسب با حداكثر چسبندگي پوشش بدست آيد . پخت اضافي موجب اكسيداسيون زياد زير لايه شده وموجب كاهش چسبندگي وكاهش خواص پوشش مي شود اگر پخت كمتر باشد پوشش چسبندگي واستحكام كمتري داشته و اثر حفاظتي حداكثر رانخواهد داشت .