Højtydende-keramiske belægninger findes i en bred vifte. Baseret på deres funktionelle egenskaber kan de bredt klassificeres i tre kategorier: slidbestandige-keramiske belægninger, korrosionsbestandige-keramiske belægninger og keramiske belægninger med termisk barriere. Hver type har sine egne særskilte træk, så forståelsen af deres egenskaber vil i høj grad vejlede relateret forskning og applikationer.
Slidbestandige-keramiske belægninger omfatter hovedsageligt visse oxider, carbider, silicider, nitrider og borider, repræsenteret af materialer som Al₂O₃, WC, MoSi₂, AlN og ZrB₂. De mest fremtrædende træk ved slidbestandige-keramiske belægninger er deres stabile kemiske egenskaber, høje hårdhed, gode høje-temperaturoxidationsbestandighed og fremragende slidstyrke. De bruges primært i applikationer såsom skærende værktøjer, hårde værktøjer og slid-- og korrosionsbestandige-komponenter.
Korrosionsbestandige-keramiske belægninger bruges til at beskytte basiskomponenter mod forskellige miljøkorrosioner, såsom havmiljøet for offshoreudstyr, skærevæskemiljøet for værktøjer og det smeltede zinkmiljø til galvanisering af vaskevalser. Der er ikke en specifik kategori for korrosionsbestandige-keramiske belægninger; de fleste slidbestandige-keramiske belægninger har også god korrosionsbestandighed.
Termisk barriere keramiske belægninger er belægningssystemer sammensat af en metallisk bindingscoating og en keramisk termisk barriere topcoat, repræsenteret af materialer som MCrAlY/ZrO₂-Y₂O₃ og MCrAlY/ZrO₂-CeO₂ (hvor M refererer til deres legeringer, Ni). De anvendes i øjeblikket hovedsageligt i flymotorer.
Ydeevnen af-højtydende keramiske belægninger bestemmes i høj grad af deres forberedelsesproces. De vigtigste forberedelsesmetoder til keramiske belægninger omfatter: vådkemiske metoder, dampaflejring, fast-faseaflejring og termisk sprøjtning. Blandt disse tegner termisk sprøjtning sig for over 50% af markedsandelen for keramiske belægninger.
Keramisk termisk sprøjtning refererer til termiske sprøjtningsmetoder, der bruger keramik som sprøjtemateriale. Udviklet fra termisk sprøjtning af metalliske materialer, har det udviklet sig hurtigt på grund af de mange fremragende egenskaber ved keramiske belægninger, som er uovertruffen af metalliske materialer, og som spiller en stadig vigtigere rolle på adskillige områder.
Luftfartsindustrien
Termiske barrierebelægninger er en nøgleteknologi i moderne flymotorer. Varme sektionskomponenter som flammerør, efterbrændere og turbineblade er ofte belagt med plasma-sprøjtet Al₂O₃, ZrO₂ eller flerlags cermetbelægninger. I den mere krævende rumfartsindustri kræver komponenter materialer med endnu strengere egenskaber. Keramiske belægninger, der er stabile, pålidelige, lette og høje-ydeevner, bruges i trykkamrene i flydende raketmotorer og udstødningsdyserne på kortvarige-faste raketmotorer, hvilket effektivt løser problemer relateret til høj-temperaturerosion og isolering.
Kraftindustri
I kul-kraftværker reducerer plasma-sprayede WC/Co-cermet-belægninger på pumpehjulene på ventilatorer med forceret træk og blæsere med induceret træk slid i høj-partikelmiljøer, hvilket forlænger komponenternes levetid med over fire gange sammenlignet med ubelagte. Stempelstænger i hydrauliske hejseværker til store vandbeskyttelsesprojekter skal modstå slitage fra kraftig-frem- og tilbagegående glidning under portdrift og modstå korrosion fra fugtige forhold. Traditionelle forkromede -stempelstænger kan udvikle utætheder eller endda sætte sig fast efter en periode, hvilket direkte påvirker portens drift og positionering.
Petrokemisk industri
Plasma-sprøjtede keramiske belægninger bruges i vid udstrækning på stempler, der ofte anvender materialer som Cr₂O3, Al₂O₃ eller Al₂O₃-TiO₂. Eksempler omfatter mudderpumpestempler i olieefterforskning og C--pumpestempler og CO₂-pumpestempler i kemisk fiberproduktion. For at forhindre lækage af transporterede flydende medier anvendes mekaniske dynamiske tætningsringe og akselbøsninger med sprøjtede keramiske belægninger i vid udstrækning i ende-tætninger inden for olie-, kemiske fiber- og gødningsindustrien.
Kugleventiler er kritiske komponenter til transport af væsker med høj-temperatur,-højt tryk, der indeholder faste partikler og ætsende opslæmninger, hvilket kræver en stringent tætningsydelse. Plasma-sprøjtet Cr₂O₃ eller HVOF-sprøjtet WC/Co-belægning løser effektivt denne udfordring og øger levetiden med cirka ti gange.
Metallurgisk industri
Plasma-sprøjtet Al₂O₃+25% ZrO₂-kompositbelægninger på herdvalser i kontinuerlige stålglødningsovne holder 6 til 8 gange længere end tidligere høj-temperaturlegerings- eller grafitvalser. Vaskvalser i varm-dypgalvanisering, belagt med HVOF-sprøjtede cermetbelægninger, udviser fremragende modstandsdygtighed over for smeltet zink-korrosion og god slidstyrke, der varer op til en måned-mere end dobbelt så lang levetid for ubestrøede ruller. Vaskruller til varm-aluminisering, en tidligere teknisk udfordring, bruger nu plasma-spray-spraybelægninger forseglet med vandglas, hvilket forbedrer levetiden markant til over 15 dage.
Let industri
For at overvinde slitage forårsaget af garn og kemiske fibre på tekstilmaskineridele, er adskillige komponenter som ruller, rillede ruller og friktionsskiver belagt med plasma-sprøjtet Al₂O₃-TiO₂- eller Cr₂O₃-belægninger.
Trykning og emballageindustrien
Ved trykning anvendes plasma-sprøjtede Cr₂O₃-belægninger på blækkanaler og gummi--belagte ruller, mens Al₂O₃-TiO₂-belægninger påføres støbejernstrykvalser. Coronabehandlingsruller til plastfilm som polyethylen bruger plasma-sprøjtet Al₂O₃ som en isolerende belægning. I emballageindustrien er korrugeringsruller belagt med plasma-sprøjtede Cr₂O₃-keramiske belægninger.