防滑耐磨涂层通过增强材料接触表面的摩擦阻力达到防滑目的,接触摩擦阻力的大小与两个物体接触表面状况(如粗糙度、压力)、配副材料的选择等密切相关。防滑原理有粗糙表面凹凸处的物理咬合、锉削作用、粘滞作用等。配副材料的选择对防滑性能十分重要,通常硬-硬施加载荷后咬合力比较大,软-软结合的后接触面积大、范德华力大,硬-软施加载荷后接触面产生犁削效应。
涂层防滑性能的好坏可用涂层的摩擦系数来定量表征,按照摩擦副相对运动的速度一般分为静态防滑系数和动态防滑系数,按照摩擦副的接触类型一般分为干态、水湿态和油润滑状态下的防滑系数。我国国家标准、美国军标等相关规定中提出平面牵引法和平面滑动法是常用的测量静摩擦系数和动摩擦系数的方法。表1给出了摩擦系数安全等级的划分。但在一些特殊场合,如甲板漆的摩擦系数应在0.7以上,以确保人员和设备的安全,且要有较高的水湿态和油润态摩擦系数,并满足抗冲蚀性能、耐腐蚀的要求。
在工程实践中,利用摩擦传递动力或防止滑动的应用非常广泛,如工业生产中各种依靠摩擦传动的起重运输机械、爬壁机器人、车用离合器和刹车片等。船舶及海上钻井平台也需要提高工作接触面上的摩擦系数,以确保操作人员和机械装备的安全。高分子聚合物涂层以及金属基涂层是常用的防滑耐磨涂层。
采用热喷涂技术制备的金属基防滑耐磨涂层作为一种功能涂层,可以增强材料表面的摩擦系数和硬度,起到防滑耐磨等作用。热喷涂技术是利用热源将粉末、丝材或棒材加热至熔融或半熔融状态,在基体表面形成结构与功能涂层的一类表面技术,具有喷涂材料广泛、基体形状与尺寸不受限制、涂层厚度易控制、工艺操作简单、效率高等特点,能够实现零部件的表面强化、修复及改性。金属基防滑耐磨涂层作为无机防滑耐磨涂层中的一类,相较于高分子聚合物防滑耐磨涂层,具有寿命长、摩擦系数稳定、不使用毒性有机溶剂以及更好的抗磨损和抗高温氧化性能。
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