中國冶金報 中國鋼鐵新聞網(wǎng)
記者 趙萍 攝影報道
“涂層在工業(yè)領(lǐng)域的應用非常廣泛,且近年來(lái)下游對高性能涂層的需求不斷增加。據估算,具有優(yōu)異綜合性能優(yōu)勢的非晶涂層在國內市場(chǎng)容量達15億元/年~20億元/年?!?0月27日,中國電器工業(yè)協(xié)會(huì )非晶合金材料應用分會(huì )秘書(shū)長(cháng)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(huì )上做主旨報告時(shí)這樣表示。

圖為張華做主旨報告
會(huì )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)展現狀及面臨的機遇和挑戰。
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10倍到上千倍)、耐高溫、耐磨損、低摩擦系數、高彈性、結合強度高(可達到40兆帕~70兆帕)、抗輻照性等優(yōu)勢,且由于其對基體材料無(wú)嚴格限制,具有優(yōu)良的后續可加工性。
從非晶涂層制備工藝來(lái)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(wèn)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、結合力強、鍍層性能優(yōu)異、節能環(huán)保等優(yōu)勢,但對材料敏感、表面保護要求高,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(chǎng)前景比化學(xué)鍍大,商業(yè)應用潛力巨大,應得到廣泛關(guān)注。
從應用領(lǐng)域來(lái)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(chē)行業(yè)、鋼鐵行業(yè)等均可應用,其目前在電站鍋爐上的應用取得極佳效果,市場(chǎng)反饋良好。
從國內外發(fā)展情況來(lái)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)現產(chǎn)業(yè)化,技術(shù)積累和創(chuàng )新實(shí)力雄厚。近年來(lái),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(kāi)始探索其在極端環(huán)境下的應用潛力。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、天然氣鉆探及運輸等領(lǐng)域已有10多年的應用經(jīng)驗;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,并持續至今。
在國內,非晶涂層產(chǎn)業(yè)再制造起步較晚、進(jìn)展很快,通過(guò)從國外引進(jìn)、國內自主研發(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(chǎng)認可度不斷提高,鎳基、鈷基、銅基、鋁基等也逐漸得到研究和應用。綜合來(lái)看,我國非晶涂層產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展呈現產(chǎn)業(yè)升溫快、效果得到一致認可、市場(chǎng)需求增多、產(chǎn)業(yè)鏈開(kāi)始形成、產(chǎn)學(xué)研合作密切、合作模式機制需創(chuàng )新、原材料和裝備提升空間大等7大特點(diǎn)。
從未來(lái)發(fā)展機遇來(lái)看,非晶涂層前景廣闊、潛力巨大。一是國家政策支持。近年來(lái),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(chǎng)需求大。隨著(zhù)工業(yè)現代化進(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(chǎng)需求將持續增長(cháng)。同時(shí),非晶涂層顯示出對金屬結構件的耐腐蝕防護、強化修復等優(yōu)勢,潛在市場(chǎng)巨大。三是冷噴涂工藝發(fā)展潛力大。目前,我國非晶涂層冷噴涂工藝效果已得到驗證,產(chǎn)業(yè)規?;瘧瞄_(kāi)始形成,在鍋爐表面防腐耐磨等領(lǐng)域應用潛力大,且產(chǎn)值逐年提升,預計今年全產(chǎn)業(yè)鏈超10億元。四是順應綠色發(fā)展潮流。非晶合金鍍工藝比電鍍節能環(huán)保,市場(chǎng)需求大,且我國非晶合金鍍企業(yè)多、產(chǎn)業(yè)成熟,隨著(zhù)未來(lái)全球對環(huán)保和可持續發(fā)展重視程度的不斷提高,非晶涂層將迎來(lái)前所未有的發(fā)展機遇。
從面臨的挑戰來(lái)看,仍有很大提升空間。一是市場(chǎng)認知度低,且產(chǎn)學(xué)界信息不對稱(chēng)。目前,國內市場(chǎng)對非晶涂層知曉率低,且對非晶涂層性能不了解;與此同時(shí),國內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)以及應用需求。二是相關(guān)標準缺失。目前,行業(yè)缺少粉末制備和非晶涂層相關(guān)標準,影響了其推廣和應用。張華特別指出,標準先行可以解決不敢用、不會(huì )用、用不好等問(wèn)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。四是新應用場(chǎng)景開(kāi)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,論證和試驗成本高、流程多。
“綜合來(lái)看,我國非晶涂層產(chǎn)業(yè)發(fā)展機遇與挑戰并存?!睆埲A表示,下一步,行業(yè)需在研發(fā)新制備技術(shù)、優(yōu)化合金成分設計、拓展應用領(lǐng)域、降低制備成本、制定相關(guān)標準、提高市場(chǎng)認知度、加強產(chǎn)學(xué)研用對接等方面下功夫,推動(dòng)我國非晶涂層產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。