热喷涂高性能陶瓷涂层（下）

       4 在高新技术领域的应用及潜力展望 热喷涂高性能陶瓷涂层技术，正在高科技领域展露头角，它将带动和促进一系列高科技技术的发展和兴起。 4.1 高温超导体制件 具有高临界电阻温度的复合氧化物超导陶瓷材料的发现，是80年代材料领域的重大突破。钇钡铜氧超导陶瓷材料的零电阻温度tc＞90 K(高于液氮温度)，磁转变温度tB＞96 K。等离子喷涂超导陶瓷涂层独特的优点为：沉积速率高，容易制备厚涂层和大面积涂层，能够喷涂具有复杂形状的超导制件，可直接在大气中喷涂，不需保护气体，是 实现超导材料实用化的很有希望的工艺。等离子喷涂钇钡铜氧(YBaCuO)、铋锶钙铜氧(BiSrCaCuO)超导陶瓷涂层都已有应用成功的报道。在磁屏蔽、微波元件、各类传感器、量子电子器件等方面，展示出很好的应用前景。 采用等离子喷涂技术制造溅射用靶材，如用于物理气相沉积(PVD)的钇钡铜氧(YBa2Cu3Ox)靶，能够制造出高性能的超导薄膜，其临界电流密度高达105～106A/cm2。 4.2 在微电子工业中 金属-陶瓷复合材料是微电子工业基板材料的一种理想材料。在金属板(如科伐合金、铜、铝、钢)上热喷涂绝缘陶瓷涂层，具有高热导率的金属能将强电流所产生的热发散开，而陶瓷涂层则提供很好的介电绝缘性能。以铜板上喷涂Al2O3陶瓷涂层为例，其总热导率比在相同厚度铜板上烧结氧化铝层的总热导率高5倍，这十分有利于集成电 路板的散热和提高功率。美国已能喷涂25 mm×25 mm介电陶瓷涂层复合电路板，并达到5×104件的批量生产规模。 4.3 生物医学功能陶瓷涂层 人们生活水平的提高和人类平均寿命延长对人工骨骼的需要日增。 以前采用不锈钢或钛合金等金属骨架，镶植入人体内以替换损坏的骨骼，但存在耐体腐蚀性不足，与肌肉细胞组织不亲合而产生积水等问题。 现代研究表明，构成生物体硬组织的晶体是磷灰石类无机陶瓷材料。 在金属基体上等离子喷涂生物医学功能陶瓷涂层，具有以下特点：(1) 对生物体无毒，适于体内安全使用；(2) 对生物体和细胞有良好的适应性和亲和性，不会产生副作用；(3) 耐人体体液腐蚀；(4) 耐长期使用过程中的磨损；(5) 具有人体运动所必须的强度、韧性等力学性能；(6) 喷涂层的多孔性和粗糙表面有利于生物体组织向人工骨骼表 面的生长和亲和。因此，热喷涂金属基生物陶瓷涂层的人工骨骼，是比较理想的人工骨骼材料，已在人体股骨、髋关节、肘关节、骨盆、人造牙齿等方面临床应用试验成功，美国人称为“医学生物功能材料的一场革命。” 热喷涂高性能陶瓷涂层技术，在国外是一项已获得相当广泛应用及效益突出的高新技术，在我国还刚刚起步。诚然，没有“点石成金”，“泥土变金”的魔方，但采用热喷涂陶瓷涂层技术，以很少的物耗获得高的附加值，开拓巨大的潜在市场，无疑 可达到事半功倍的效果。 作者单位：武汉材料保护研究所(430030)