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技术简介

 “金属陶瓷复合薄膜发动机”技术是填补国内外空白、居世界先进水平的高新科技成果，国家级重点推广计划项目，是适应节能、环保时代要求的新技术。发动机陶瓷化，是发动机发展的必然趋势。

1.低温生长。成膜温度在200℃以下，既不损伤工件基体和表面，也不会使工件变形，不影响加工精度和装配性能。

2.结合牢固。由于金属在真空等离子状态下与氮化硼、立方氮化硼、氮化硅等发生双相扩散，形成倾斜梯度功能材料，故无论是高温或撞击，陶瓷薄膜均不会发生剥离。陶瓷渗入金属20—30微米．表面只增加1—5微米，不影响工件的加工、装配尺寸。

3.硬度、韧性双提高。由于陶瓷薄膜与金属双相扩散形成倾斜梯度功能材料，不仅起到了过渡层结合牢固的作用，而且改善了陶瓷键连强度、提高了抗拉能力和抗弯曲能力，即提高了金属表面硬度，又改善了陶瓷的韧性。

4.高温耐磨特性好。实验表明，渗陶与镀铬相比，在工作250℃--350℃的环境中，陶瓷薄膜硬度随温度的升高而大幅度提高，到350℃时，约提高HV210以上，而硬铬250℃后却大幅度下降，到350℃时，约下降HV110左右。由此可见，与未渗陶瓷薄膜工件相比，渗陶工件在高温环境中耐磨性能更好。另外，氮化硼(含立方氮化硼)陶瓷，是一种固体润滑剂，其摩擦系数比一般的润滑油低4倍，与金属复合，其摩擦系数仍比原机下降30％左右，可显著降低摩擦阻力，提高机械效率。

5.抗氧化性能强。实验表明，温度大于1000℃时，陶瓷薄膜仍有很好的抗氧化性能和耐酸碱性能。

6.在陶瓷渗入金属表面的同时，会使复合薄膜产生电子位移，形成电子空缺，在催化上称为活性位，它对CO和HC具有氧化催化作用，可大幅度降低发动机的尾气排放污染。

7.绕镀性好。陶瓷薄膜是化学气相沉积，故凡能由气体通过的地方，均能生长陶瓷薄膜，加工条件不受工件形状和部位限制。

8.应用领域广泛。陶瓷薄膜除应用于发动机以外，还适应各种机械摩擦副及刀具、模具等，并有很好的耐高温、耐腐蚀性，还可通过调整不同的工艺参数适应各种非金属材质。

  当工作气体进入真空室时，高温高速的电子与工作气体相碰撞，将工作气体电离成离子分解成游离基。气相中的游离基经扩散，一部分被反射引起第二次碰撞，其它的被吸附、由临界核转变为稳定核。稳定核不断生长，与相邻的稳定核发展成为整体，形成连续膜。这些异质游离基的聚合．在工作表面发生化学置换反应而渗入工件20一30微米，表面形成1-5微米的复合膜，故称为“金属陶瓷复合薄膜”

   当游离基向金属内部扩散时，表面金属原子与陶瓷结合，产生电子位移，使复合薄膜具有适量的电子空缺，这些缺位能吸附O2，CO、HC等气体。当发动机内部燃烧时，由于复合薄膜的作用，一方面促进燃糊的燃烧，提高了发动机的燃烧性能，同时，未完全燃烧的CO和HC，由于活性位的吸附、解离作用，进一步与O2反应，从而使排放废气中的CO和HC大大减少。

1、提高功率12.86％(实验数据为6％—13％)

   权威机构对发动机燃料总能量分布的实验表明：冷却损失为26％，排放损失为34％，指示功率为40％，其中以活塞系为主的摩擦损失为12％，实际输出功率只有28％。如采用渗陶技术可使摩擦损失减少3.6%，使辅出功率提高到31.6％，与28%相比功率提高12.86％。

2、油耗下降12％(实验数据为6％—22％)
   权威机构对发动机摩擦系数测试结果证明：发动机的摩擦系数每下降10％，可节油4％。如采用渗陶技术可使发动机节油率12％。

3、寿命延长1.5倍(实验数据为2倍)
    摩擦学理论认为：摩擦系数每下降1倍，可延长5倍的耐磨性渗陶技术，可使摩擦副的使用寿命延长一倍以上。

4、可使发动机具有机内催化效果
    原国家科委委托天津大学化学工程学院鉴定认为：金属陶瓷复合薄膜具有类似贵金属(铂、铑、钯)的电子结构和亚纳米的颗粒度，因而具有机内燃烧催化效果，经国家鉴定的“两大”权威机构实验表明：可使尾气排放中的CO和HC下降30％-70％(怠速排放法)。

   20世纪70年代初．美国科学家指出，陶瓷材料应用于发动机，将是发动机的一场革命。此后20年，“陶瓷发动机”的研制形成世界范围的热潮。然而，由于采用“结构陶瓷”发动机和“绝热”的技术路线，受制于陶瓷材料制备工艺不成熟、应用技术难度大、高于钢材近100倍的成本等因素，这项技术的研制未能取得实质性的突破，这股热潮在90年代初急剧降温，绝大多数国家研究项目纷纷下马。我公司科研人员大胆创新，独辟蹊径，采用独特的渗陶技术，取得了突破性的成功，研制成金属陶瓷复合薄膜发动机。“金属陶瓷复合薄膜发动机”采用非“绝热”和降低摩擦系数的技术理念，运用目前世界上最先进的“等离子化学气相沉积技术”，将具有高级自润滑功能的氮化硼(含部分立方氮化硼)陶瓷，渗入到发动机气缸、活塞、活塞环等主要摩擦副表面20—30微米，形成与金属复合的“功能陶瓷”，从而在不改变发动机原加工工艺和装配尺寸的前提下，使普通发动机功率明显提高、油耗明显降低、排放污染明显减少和耐磨性明显增强，一变成为“金陶发动机”。

   该成果于96年12月通过了总后生产部鉴定（[1996]后生字第01号）;

   97年3月通过了国家鉴定（国科鉴字[1997]第001号）；

   97年9月又被列入“九五”国家级科技成果重点推广计划（编号：98010304A）；

   “金属陶瓷复合薄膜发动机”技术产业化设备的研制，受到国家科技部的重视和关注，1999年获得“国家科技型中小企业技术创新基金（无偿资助）”的支持（编号：010064）

   经过多年的产业化研究和市场推广。目前，在汽车、火车、摩托车、农用机械和发电机组等领域，已有数十个厂家采用我公司的“金陶发动机”技术。如：重庆宗申摩托、重庆华伟集团、广东清新联统、广州华林摩托、广州三雅摩托、广州新景隆企业有限公司、广州清远万里丰活塞环公司、江门天钇机械公司、江门镇怡摩托、江门气派摩托、中山国锋动力机械公司、济南轻骑集团、江苏莱宝驰摩托、江苏金捷摩托、浙江凌云摩托、浙江三友金浪摩托、浙江黄岩三叶集团、山东莱阳动力机械公司、山东胜利油田动力机械公司、石家庄金刚内燃机配件公司、长沙维丰正园活塞环公司、南京飞燕活塞环公司、福建南平活塞环公司、内蒙包头乾通科技公司、上海铁路局合肥金陶功能材料厂、江苏盐城拖拉机厂。

    这项技术的采用，显著提高了他们产品的技术含量、档次和产品质量，成为经济增长的强劲助力。

    高新技术是企业发展的动力，金属陶瓷复合薄膜发动机技术的应用，符合国家在节能、环保方面对内燃机尤其是对汽车、摩托车尾气排放标准不断加严的产业政策，有助手您在技术领域中领先，增强您在竞争中的优势。