專利名稱：一種PbZr_0.52Ti_0.48O₃智能涂層的制備方法和PbZr_0.52Ti_0.48O₃智能涂層的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及表面涂層技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法和PbZra52Tia48O3智能涂層。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有零件表面在服役時，若其動態(tài)損傷無法感知，則無法掌控零件表面的磨損狀態(tài)。
當(dāng)前的零件表面疲勞磨損試驗(yàn)多以震動、摩擦系數(shù)、溫度等因素的變化作為評估零件表面磨損狀態(tài)的判斷依據(jù)。當(dāng)選定判斷因素的實(shí)際值超過了預(yù)設(shè)的門檻值，則說明零件表面失效，然后對失效件進(jìn)行斷口分析，通過經(jīng)驗(yàn)或經(jīng)典理論反向推斷出失效機(jī)理。但是這種以“事后判斷”為主的失效行為與機(jī)理研究，不能判斷零件表面的臨界失效狀態(tài)，故無法建立可動態(tài)監(jiān)測并控制零件表面失效的掌控機(jī)制。由于智能傳感元件可以實(shí)時監(jiān)控零件表面的磨損狀態(tài)，因此，在零件表面上設(shè)置智能傳感單元便成了人們的首選。當(dāng)前常用的一種智能傳感單元是壓電傳感器，所述壓電傳感器是利用壓電材料的壓電效應(yīng)制備的。在壓電傳感器在應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備的過程中，需要將壓電傳感器粘貼到設(shè)備(或零件)上。但是，由于一些機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)復(fù)雜或工作環(huán)境惡劣，使得所述壓電傳感器與設(shè)備間的結(jié)合度差，造成了壓電傳感器的檢測精度差，甚至脫落的問題。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明提供一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法和PbZra52Tia48O3智能涂層，該P(yáng)bZra52Tia48O3智能涂層的制備方法能夠極大地提高傳感器與設(shè)備基底間的結(jié)合強(qiáng)度，進(jìn)而避免壓電傳感器的檢測精度差，甚至脫落的問題。。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，包括在一基底表面上形成絕緣層；在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層；對所述PbZra 52Ti0.4803傳感層進(jìn)行極化處理，使所述PbZra 52Ti0.4803傳感層具有壓電效應(yīng)。優(yōu)選的，所述在一基底表面上形成絕緣層，包括通過超音速等離子噴涂工藝在所述基底表面上形成絕緣層。優(yōu)選的，所述絕緣層的制作材料為氧化鋁。優(yōu)選的，所述在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層，包括通過超音速等離子噴涂工藝在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層。
優(yōu)選的，所述方法還包括在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上形成耐磨層。優(yōu)選的，在所述PbZrtl. 52Ti0.4803傳感層表面上形成耐磨層，包括通過超音速等離子噴涂工藝在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上形成耐磨層。優(yōu)選的，所述方法還包括在所述PbZra52Tia48O3傳感層上表面的表面上形成第一電極，在所述PbZra52Tia48O3傳感層下表面的邊緣形成第二電極，所述第一電極和第二電極構(gòu)成所述PbZra52Tia48O3智能涂層的電流導(dǎo)出電極； 烘干。優(yōu)選的，在一基底表面上形成絕緣層之前，還包括對所述基底表面進(jìn)行預(yù)處理，得到粗糙的基底表面。一種 PbZr0 52Ti0 4803 智能涂層,包括:基底，所述基底為任意形狀的基底；絕緣層，所述絕緣層覆蓋在所述基底表面上；PbZra52Tia48O3傳感層，所述PbZra52Tia48O3傳感層覆蓋在所述絕緣層表面上。優(yōu)選的，所述PbZra52Tia48O3智能涂層還包括耐磨層,所述耐磨層覆蓋在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上。優(yōu)選的，所述PbZra52Tia48O3智能涂層還包括第一電極，所述第一電極設(shè)置在所述PbZra52Tia48O3傳感層上表面的表面上；第二電極，所述第二電極在所述PbZra 52Ti0.4803傳感層下表面的邊緣。由于本申請所提供的一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法,包括在一基底表面上形成絕緣層,在所述絕緣層表面上形成PbZra S2Ti0.48°3傳感層，對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理，使所述PbZrtl. 52Ti0.4803傳感層具有壓電效應(yīng)。則得到的PbZrtl. 52Ti0.4803智能涂層具有壓電傳感器的功能，可以對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋，因此無需再粘貼傳感器，避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra52Tia48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZrtl. 52Ti0.4803傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。


為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖I為本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖3為本發(fā)明實(shí)施例所提供的又一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖4為本發(fā)明實(shí)施例所提供的又一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖5為本發(fā)明實(shí)施例所提供的又一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖6為本發(fā)明實(shí)施例所提供的又一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例所提供的又一種PbZra52Tia48O3智能涂層制備方法的流程示意圖；
圖8本發(fā)明實(shí)施例所提供的一種PbZra52Tia48O3智能涂層的示意圖；圖9本發(fā)明實(shí)施例所提供的另一種PbZra52Tia48O3智能涂層的不意圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā)明，但是本發(fā)明還可以采用其他不同于在此描述的其它方式來實(shí)施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似推廣，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實(shí)施例的限制。本發(fā)明實(shí)施例公開了一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖I所示，包括在一基底表面上形成絕緣層。所述基底為金屬基底，優(yōu)選為45#鋼，即所述基底可以為蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動零件，還可為齒輪、軸、活塞銷等零件(零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火)，并可以為鑄件；或者，所述基底為銅基底或鋁基底，以適應(yīng)其他場合應(yīng)用的部件。在所述絕緣層表面上形成PbZra2Tia8O3傳感層。對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層具有壓電效應(yīng)，則所述PbZra52Tia48O3傳感層可以對基底表面和PbZra52Tia48O3傳感層自身的損傷產(chǎn)生電信號。由于本申請所提供的一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法,包括在一基底表面上形成絕緣層,在所述絕緣層表面上形成PbZra S2Ti0.48°3傳感層，對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理，使所述PbZrtl. 52Ti0.4803傳感層具有壓電效應(yīng)。則得到的PbZrtl. 52Ti0.4803智能涂層具有壓電傳感器的功能，可以對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋，因此無需再粘貼傳感器，避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra52Tia48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZrtl. 52Ti0.4803傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。并且，由于所述PbZra52Tia48O3智能涂層具有壓電傳感器的作用，則在收集基底表面微斷裂時，所述PbZra 52Tia4803智能涂層發(fā)出的電流可以作為特征信號來完成對基底表面臨界失效狀態(tài)的判斷，即對基底表面狀態(tài)的判斷模式為“完整…較完整…未失效…臨界失效…失效”的多選式的連續(xù)判斷模式，即可完成對基底表面的失效演變過程的實(shí)時、在線和動態(tài)掌握。本發(fā)明另一實(shí)施例公開了另一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖2所示，包括在一 45#鋼基底表面上形成絕緣層，在 所述絕緣層表面上形成PbZra 52Ti0.4803傳感層，所述PbZra52Tia48O3傳感層的厚度在150 μ m以下，優(yōu)選的，所述PbZra52Tia48O3傳感層的厚度為100 μ m或更小，以使得在對元件厚度有特殊要求的場合，使用所述PbZra52Tia48O3智能涂層的元件成為可能。對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層成為具有壓電效應(yīng)的涂層。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了又一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖3所示，包括通過超音速等離子噴涂工藝在一基底表面上形成絕緣層，所述絕緣層的制作材料為氧化招。具體的，本實(shí)施例中，所述形成絕緣層的超音速等離子噴涂工藝，包括噴涂電壓為100V 130V，優(yōu)選為120V ;噴涂電流為370A 400A，優(yōu)選為385A ;噴涂功率為30kW 50kW，優(yōu)選為40kW ;噴涂距離為100mnTl20mm，優(yōu)選為110mm。通過超音速等離子噴涂工藝在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層。具體的，本實(shí)施例中，所述形成PbZra52Tia48O3傳感層的超音速等離子噴涂工藝，包括噴涂電壓為115V 135V，優(yōu)選為120V ;噴涂電流為360A 400A，優(yōu)選為365A ;噴涂功率為35kW 55kW，優(yōu)選為46kW ;噴涂距離為90mnTl 10mm，優(yōu)選為100mm。所述PbZrtl. 52Ti0.4803傳感層與氧化鋁絕緣層之間存在微冶金結(jié)合，則所述PbZra52Tia48O3傳感層與氧化鋁絕緣層之間有很強(qiáng)的結(jié)合度。而且氧化鋁絕緣層與基底之間也有很強(qiáng)的結(jié)合度。相應(yīng)的，所述PbZrtl 52Tia48O3傳感層與基底之間的結(jié)合會更加牢固。對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層具備壓電效應(yīng),具體包括將所述PbZra52Tia4803傳感層放入極化電場中，極化溫度為170°C 210°C、極化電場強(qiáng)度為2. 3KV/mnT2. 5KV/mm,對所述PbZra52Tia48O3傳感層極化處理,持續(xù)15min 25min。優(yōu)選的，上述極化溫度控制在190°C，極化電場強(qiáng)度為2. 4KV/mm，極化時間為20min。所述PbZra52Tia48O3智能涂層具有壓電傳感器的功能,可以對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋，因此無需再粘貼傳感器，避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra52Tia48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZra52Tia48O3傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。需要說明的是，超音速等離子噴涂工藝屬于熱噴涂工藝中的一種，是制備表面涂層的重要工藝。通過超音速等離子噴涂工藝過程中，會產(chǎn)生較高溫度的等離子火焰流，可以將各種噴涂材料加熱至熔融狀態(tài)。不但可以制備高質(zhì)量的金屬和合金涂層，還可以制備高熔點(diǎn)的陶瓷和金屬陶瓷涂層，從而大大提高涂層的耐磨性。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了又一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖4所示，包括在一基底表面上形成絕緣層。所述基底為金屬基底，優(yōu)選為45#鋼，即所述基底可以為蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動零件，還可為齒輪、軸、活塞銷等零件(零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火)，并可以為鑄件；或者，所述基底為銅基底或鋁基底，以適應(yīng)其他場合應(yīng)用的部件。 在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層。在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上形成耐磨層。所述耐磨層的制作材料為FeCrBSi合金，是通過超音速等離子噴涂工藝形成的，其中，噴涂電壓為IlOV 130V，優(yōu)選為120V ;噴涂電流為410A 430A，優(yōu)選為420A ;噴涂功率為35kW 55kW，優(yōu)選為45kW ;噴涂距離為90mnTl00mm，優(yōu)選為95mm。所述FeCrBSi合金價格便宜，與PbZra52Tia48O3傳感層的結(jié)合度好，且耐磨性好，所述以所述FeCrBSi合金作為耐磨層的制作材料，可以進(jìn)一步的增大零件表面的耐磨性，且不易脫落。對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層具有壓電效應(yīng)，則所述PbZrtl. 52Tia 4803傳感層可以對耐磨層的損傷產(chǎn)生電信號。由于所述PbZrtl. 52Ti0.4803智能涂層具有壓電傳感器的作用，則在收集零件表面涂層(耐磨層)微斷裂時，所述PbZra52Tia48O3智能涂層發(fā)出的電流可以作為特征信號來完成對涂層臨界失效狀態(tài)的判斷，即對涂層狀態(tài)的判斷模式為“完整…較完整…未失效…臨界失效…失效”的多選式的連續(xù)判斷模式，即可完成對涂層的失效演變過程的實(shí)時、在線和動態(tài)掌握。并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra52Tia48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZrtl. 52Tia 4803傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了又一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖5所示，包括在一基底表面上形成絕緣層；在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層；在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上形成第一電極,在所述PbZra52Tia48O3傳感層下表面的邊緣形成第二電極，所述第一電極和第二電極構(gòu)成所述PbZrtl.52Tia4803智能涂層的電流導(dǎo)出電極；對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層具有壓電效應(yīng)，則所述PbZra52Tia48O3傳感層可以對涂層的損傷產(chǎn)生電信號；烘干，在烘干過程中，烘干溫度為100°C 150°C，優(yōu)選為120°C，烘干時間在20min以上，優(yōu)選為25min ；
對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層成為具有壓電效應(yīng)的涂層。其中，所述第一電極和第二電極為所述PbZra52Tia48O3智能涂層對涂層損傷產(chǎn)生的電流的導(dǎo)出電極。具體的，由于所述PbZra52Tia48O3智能涂層產(chǎn)生的電流值較小，則所述第一電極優(yōu)選為金電極，以提高導(dǎo)電性，降低電流的損耗。所述第一電極通過涂覆工藝形成在所述PbZra52Tia48O3W能涂層表面上，為了使所述金電極的厚度更均勻，則優(yōu)選的分三次涂覆形成所述金電極。并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra52Tia48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZrtl. 52Tia 4803傳感
層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。需要說明的是，所述第一電極還可以根據(jù)實(shí)際需求選用銀電極或鋁電極，具體材料不做任何限定，本實(shí)施例中為了取得更優(yōu)的導(dǎo)電能力，故選用金電極。并且，所述第一電極設(shè)置在所述涂層的非磨損部位，以避免由于基底涂層磨損對所述第一電極的影響。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了又一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖6所示，包括提供一基底，并對所述基底表面進(jìn)行預(yù)處理，得到粗糙的基底表面；在所述基底表面上形成絕緣層；在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層；在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上形成耐磨層；在所述PbZra52Tia48O3傳感層表面上形成第一電極,在所述PbZra52Tia48O3傳感層下表面的邊緣形成第二電極；烘干，所述烘干過程中，烘干溫度為120°C，烘干時間為22min ；對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理,使所述PbZra52Tia48O3傳感層成為具有壓電效應(yīng)的涂層。具體的，對所述基底表面進(jìn)行預(yù)處理的過程，包括采用噴砂工藝處理所述基底表面，在所述噴砂工藝中，以棕剛玉為砂料，所述棕剛玉的粒度為15目 30目，優(yōu)選為20目，噴砂氣壓為O. 5MPa IMPa，優(yōu)選為O. 8MPa，噴砂角度為30。 60°，優(yōu)選為45。，噴砂距離為130mnTl60mm,優(yōu)選為145_。所述預(yù)處理過程可以增大基底的粗糙度，使所述絕緣層與基底之間的結(jié)合度更聞。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了又一種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，如圖7所示，包括提供基底，并對所述基底進(jìn)行淬火處理，以提高所述基底的硬度，并使所述基底的硬度達(dá)到HRC55左右。用棕剛玉對所述基底表面進(jìn)行噴砂處理，使所述基底表面具有一定的粗糙度。對PbZra52Tia48O3粉料自主造粒，使所述PbZra52Tia48O3粉料的粒徑均勻，且所述PbZr0. S2Ti0 48O3粉料的粒徑均達(dá)到40 μ m 70 μ m。
分別將氧化鋁和PbZra52Tia48O3粉料放入送粉器，調(diào)整送粉量，使送粉量為30g/min，對上述經(jīng)過噴砂處理的基底表面進(jìn)行噴涂。具體的，首先在所述基底表面噴涂氧化鋁絕緣層。所述噴涂過程中，噴涂電流為385A，噴涂電壓為115V，噴涂功率為42. lkW，噴涂主氣為氬氣，且所述噴涂主氣的流速為3. Om3A,并輔助以氫氣作為輔助氣體，且所述輔助氣體的流速為O. 25m3/h,噴涂距離為I IOmm,使得絕緣層厚度控制在30 μ m。然后，在所述絕緣層表面上嗔涂PbZr。.52Ti。.4803傳感層。所述嗔涂過程中，嗔涂電流為367A，噴涂電壓為123V，噴涂功率為43. 6kW，噴涂主氣為氬氣，且所述噴涂主氣的流速為3. 2m3/h，并輔助以氫氣作為輔助氣體，且所述輔助氣體的流速為O. 3m3/h，噴涂距離為100mm,使得PbZra52Tia48O3傳感層厚度控制在150 μ m。
噴涂結(jié)束后，進(jìn)行檢查，去除邊緣的毛刺、清洗不凈等缺陷。然后用高阻搖表逐一檢查，將電阻太小的剔出，以保證PbZra52Tia48O3傳感層能夠達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的極化度。將所述PbZra 52Ti0.4803傳感層的電極面標(biāo)出正極和負(fù)極(一般情況下，所述PbZra52Tia48O3傳感層的上表面為正極，涂層與絕緣層的結(jié)合面為負(fù)極，此外，還可以根據(jù)其他具體情況相應(yīng)調(diào)整)。過濾或更換絕緣油，以保證極化槽和極化油及極化板的清潔。把動圈式溫度調(diào)節(jié)儀的指控針調(diào)至極化溫度點(diǎn)，通過加熱極化槽，使油溫升至所需要的極化溫度。時間繼電器調(diào)至需要極化的時間15min。將按極化溫度預(yù)熱過的PbZra52Tia48O3傳感層放在極化槽的正負(fù)電極之間，關(guān)好極化室的門。按通整流器部分低壓電源開關(guān)，預(yù)熱幾分鐘后打開高壓開關(guān)，此時，時間繼電器開始計(jì)時。緩慢的升高正負(fù)電極之間的電壓值，從2500V開始，每150V為一檔，一直到預(yù)設(shè)數(shù)值(5000V)，極化時間一到，高壓開關(guān)自動斷開，則極化結(jié)束后，形成的涂層為PbZrO. 52Τ 0. 4803智能涂層。從極化槽中取出PbZra52Tia48O3智能涂層，并用甲苯或四氯化碳或煤油清洗所述PbZr0.52Ti0.4803智能涂層，用藥棉擦拭干凈。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了一種PbZra52Tia48O3W能涂層，如圖8所示，包括基底1，所述基底I為任意形狀的基底，即所述基底I可以為任意形狀的零件，且所述基底為金屬基底，優(yōu)選為45#鋼，即所述基底可以為蒸汽透平機(jī)、壓縮機(jī)、泵的運(yùn)動零件，還可為齒輪、軸、活塞銷等零件(零件需經(jīng)高頻或火焰表面淬火)，并可以為鑄件；或者，所述基底為銅基底或鋁基底，以適應(yīng)其他場合應(yīng)用的部件；絕緣層2，所述絕緣層2覆蓋在所述基底I表面上，且所述絕緣層2優(yōu)選為氧化鋁層；PbZra52Tia48O3傳感層3,所述PbZra52Tia48O3傳感層3覆蓋在所述絕緣層2表面上，并且所述PbZra52Tia48O3傳感層3具有壓電效應(yīng)。由于本申請所提供的一種PbZra52Tia48O3智能涂層中，所述PbZra52Tia48O3傳感層3具有壓電效應(yīng)，則所述PbZrtl. 52Ti0.4803智能涂層具有壓電傳感器的作用，可以對基底表面和PbZra52Tia48O3智能涂層自身的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋，因此無需再粘貼傳感器。并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra52Tia48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZra52Tia48O3傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。
由于所述PbZrtl. 52Ti0.4803智能涂層具有壓電傳感器的作用，則在收集基底表面微斷裂時，所述PbZra52Tia48O3智能涂層發(fā)出的電流可以作為特征信號來完成對基底表面臨界失效狀態(tài)的判斷，即對基底表面狀態(tài)的判斷模式為“完整…較完整…未失效…臨界失效…失效”的多選式的連續(xù)判斷模式，即可完成對基底表面的失效演變過程的實(shí)時、在線和動態(tài)掌握。另外,所述PbZra52Tia48O3智能涂層還包括第一電極4,所述第一電極4設(shè)置在所述PbZra52Tia48O3傳感層3上表面的表面上;第二電極5，所述第二電極5設(shè)置在所述PbZra52Tia48O3傳感層3下表面的邊緣。所述第一電極和第二電極為所述PbZra52Tia48O3智能涂層對涂層損傷產(chǎn)生的電流 的導(dǎo)出電極。此外，所述第一電極和第二電極還需要連接引線，以將所述電流導(dǎo)出。優(yōu)選的，所述第一電極4和第二電極5均為金電極，以提高導(dǎo)電性，降低電流的損耗。并且，所述第一電極4設(shè)置在所述涂層的非磨損部位，以避免由于基底涂層磨損對所述第一電極的影響。本發(fā)明又一實(shí)施例公開了另外一種PbZra52Tia48O3智能涂層，如圖9所示，包括基底11，所述基底I為任意形狀的基底；絕緣層12，所述絕緣層12覆蓋在所述基底11表面上；PbZra52Tia48O3傳感層13,所述PbZra52Tia48O3傳感層13覆蓋在所述絕緣層12表面上，并且，所述PbZra52Tia48O3傳感層3具有壓電傳感器的功能；耐磨層14,所述耐磨層14覆蓋在所述PbZra52Tia48O3傳感層13表面上。所述耐磨層14優(yōu)選為FeCrBSi合金層，所述FeCrBSi合金價格便宜，與PbZra52Tia48O3傳感層的結(jié)合度好，且耐磨性好，所述以所述FeCrBSi合金作為耐磨層的制作材料，可以進(jìn)一步的增大零件表面的耐磨性，且不易脫落。并且，由于所述PbZra52Tia48O3智能涂層具有壓電傳感器的作用，而耐磨層14作為零件最外側(cè)的涂層(即會磨損損傷的層)，則在收集零件表面涂層(耐磨層)微斷裂時，所述PbZrtl. 52Ti0.4803智能涂層發(fā)出的電流可以作為特征信號來完成對涂層臨界失效狀態(tài)的判斷，即對涂層狀態(tài)的判斷模式為“完整…較完整…未失效…臨界失效…失效”的多選式的連續(xù)判斷模式，即可完成對涂層的失效演變過程的實(shí)時、在線和動態(tài)掌握。而且所述PbZra52Tia48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZra 52Ti0.4803傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZra52Tia48O3傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。第一電極15,所述第一電極15設(shè)置在所述PbZra52Tia48O3傳感層13表面上,且位于所述涂層的非磨損部位，以避免由于基底涂層磨損對所述第一電極15的影響。第二電極16，所述第二電極16設(shè)置在所述PbZra52Tia48O3傳感層13下表面的邊緣。所述第一電極和第二電極為所述PbZra52Tia48O3智能涂層對涂層損傷產(chǎn)生的電流的導(dǎo)出電極。此外，所述第一電極和第二電極還需要連接引線，以將所述電流導(dǎo)出。對所公開的實(shí)施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實(shí)施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實(shí)施例，而 是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
權(quán)利要求
1.ー種PbZra52Tia48O3智能涂層的制備方法，其特征在于，包括 在一基底表面上形成絕緣層； 在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層； 對所述PbZra52Tia48O3傳感層進(jìn)行極化處理，使所述PbZra52Tia48O3傳感層具有壓電效應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述在一基底表面上形成絕緣層，包括 通過超音速等離子噴涂エ藝在所述基底表面上形成絕緣層。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述絕緣層的制作材料為氧化鋁。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，所述在所述絕緣層表面上形成PbZr0 52Ti0 4803 傳感層,包括 通過超音速等離子噴涂エ藝在所述絕緣層表面上形成PbZra52Tia48O3傳感層。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，還包括 在所述PbZraS2Ti0.48°3傳感層表面上形成耐磨層。
6.根據(jù)權(quán)利要求6所述方法，其特征在于，在所述PbZra52Ti0.4803傳感層表面上形成耐磨層，包括 通過超音速等離子噴涂エ藝在所述PbZraKJia48O3傳感層表面上形成耐磨層。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，還包括 在所述PbZra52Ti0.4803傳感層上表面的表面上形成第一電極,在所述PbZraffiTia4803傳感層下表面的邊緣形成第二電極，所述第一電極和第二電極構(gòu)成所述PbZra52Tia48O3智能涂層的電流導(dǎo)出電極； 烘干。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述方法，其特征在于，在一基底表面上形成絕緣層之前，還包括 對所述基底表面進(jìn)行預(yù)處理，得到粗糙的基底表面。
9.ー種PbZra52Tia48O3智能涂層，其特征在于，包括 基底，所述基底為任意形狀的基底； 絕緣層，所述絕緣層覆蓋在所述基底表面上； PbZra52Tia48O3傳感層，所述PbZra52Tia48O3傳感層覆蓋在所述絕緣層表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述PbZra52Tia48O3智能涂層，其特征在于，還包括 耐磨層，所述耐磨層覆蓋在所述PbZraS2Ti0.48°3傳感層表面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述PbZra52Tia48O3智能涂層，其特征在于，還包括 第一電極，所述第一電極設(shè)置在所述PbZra52Tia48O3傳感層上表面的表面上； 第二電極，所述第二電極在所述PbZra52Tia48O3傳感層下表面的邊緣。
全文摘要
本發(fā)明實(shí)施例公開了一種PbZr0.52Ti0.48O3智能涂層的制備方法，包括在一基底表面上形成絕緣層，在所述絕緣層表面上形成PbZr0.52Ti0.48O3傳感層，對所述PbZr0.52Ti0.48O3傳感層進(jìn)行極化處理，使所述PbZr0.52Ti0.48O3傳感層具有壓電效應(yīng)。則得到的PbZr0.52Ti0.48O3智能涂層具有壓電傳感器的功能，可以對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋，因此無需再粘貼傳感器，避免傳感器和基底之間粘合度差的問題。并且，所述PbZr0.52Ti0.48O3傳感層與基底之間設(shè)置有絕緣層，而PbZr0.52Ti0.48O3傳感層對基底表面磨損產(chǎn)生的壓電信號非常微弱，所述絕緣層可以阻擋PbZr0.52Ti0.48O3傳感層產(chǎn)生的壓電信號進(jìn)入基底，避免基底對壓電信號的損耗，增強(qiáng)對壓電信號的收集能力，提高對基底表面的磨損狀態(tài)實(shí)時監(jiān)控、反饋的靈敏度。
文檔編號H01L41/22GK102839345SQ20121036487
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者王海斗, 邢志國, 徐濱士, 盧曉亮, 李國祿, 朱麗娜, 馬國政 申請人:中國人民解放軍裝甲兵工程學(xué)院