陆军ManTech：先进纳米复合材料涂层技术优化

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：机械和光学武器系统组件的磨损会影响武器系统的准备和维持，而先进的纳米复合材料涂层已显露出降低武器系统维持成本的前景。这项陆军ManTech 项目的目标是有效地改善制造工艺，在关键的陆军部件上应用纳米晶金刚石／无定形碳涂层。使用SP3EC 纳米晶金刚石／无定形碳涂层，耐用性提高500 倍，表面硬度提高10 倍。

1）现状及目标。

机械和光学武器系统组件的磨损会影响武器系统的准备和维持，而先进的纳米复合材料涂层已显露出降低武器系统维持成本的前景。然而，由于等离子体辅助化学气相沉积（PACVD）的纳米复合材料涂层工艺产量受限，因此需要改进制造过程使得新型涂层能够经济有效地应用于各种工艺配置。

这项陆军ManTech 项目的目标是有效地改善制造工艺，在关键的陆军部件上应用纳米晶金刚石／无定形碳涂层。

2）改进方案。

流程改进：该项目展示了一种提高寿命、减少成分磨损、减少摩擦并防腐蚀的应用于航空和导弹部件的涂层系统。其制造工艺改进包括：

（1）采用双腔设计大大提升腔室容量。

（2）通过使用灵活的固定装置改善沉积室的部分容量。

（3）减少真空室泵的停机时间来提高涂层产量。

（4）采用自动沉积系统控制和标准化数据管理。

（5）建立自动化组件清洁生产线来缩短产量时间，提高零件质量。

3）成效。

使用SP3EC 纳米晶金刚石／无定形碳涂层，耐用性提高500 倍，表面硬度提高10 倍。该涂层使摩擦减小并改善磨损性能，使其提高200%，从而提高了机械部件的耐腐蚀性。涂层每平方英寸的成本比原来降低66%。最直接的影响是改善了光学传输和光学器件、机械的寿命。