[发明专利]一种具有纳米防腐层的波形弹簧

说明书

技术领域

本发明涉及一种弹性元件，尤其涉及一种具有纳米防腐层的波形弹簧。 

 

背景技术

弹簧作为机械设备中的基础件，在现代工业等各个领域均有应用，从普通机床到载人航天，以至于有机械的地方就基本要用到弹簧，随着开放程度的不断深入，然而在引进的机械制造业、汽车、电机、国防、船舶、离合器等液压机械行业不断发展等工业装备在国内得到了大量的应用，弹性元件作为机械零部件，在这些机器里，往往是不可缺少的，由于应用场合的复杂以及使用频率高，弹性元件的磨损和腐蚀也是亟待解决的问题。

涂料是一种涂覆在物体(被保护或被装饰对象)表面、并能形成牢固附着的连续薄膜的配套性工程材料。涂料基质是一种高分子溶液或分散体，添加颜料、填料后调制而成涂料。涂料涂覆于物体表面后通过不同方式固化成“连续薄膜”(涂膜、涂层)才成为成品，起到预期的作用。通常涂料由成膜物、溶剂(有机)或水、颜料、填料以及助剂等成份所组成。其中，成膜物是使涂料牢固附着于被涂物表面上形成连续薄膜的主要物质，是构成涂料的基础，对涂膜的物理化学性能起着决定作用;有机溶剂和水的作用是使成膜物分散形成粘稠液体，调整体系黏度，使涂料适合贮存和施工应用：颜料赋予涂料各种颜色，对物体起装饰作用，美化环境，其对涂膜的防锈、耐晒、耐水耐化学药品性起重要作用;填料和助剂则可以改进涂料生产工艺，改善涂料施工和固化条件及涂膜外观，同时可有效提高涂料的贮存稳定性，提升产品质量，赋予涂料特殊功能等等。环顾周围空间，涂料无处不在。在室内，涂料可涂覆在墙壁、冰箱、橱柜和家具上，不大明显的涂料如电动机电线、电视机印刷电路、录音录像带和光盘上；在户外，房屋、汽车以及计算机系统的元件上都用到了涂料。涂料的用途十分广泛，主要包括以下几个方面：(1)保护作用：涂料可在被涂物上形成牢固附着的连续薄膜，可使物体与大气及化学介质隔离，起到保护作用。表面涂装涂料是防腐蚀措施中最有效、最经济的手段。(2)装饰作用：被涂物经过涂料装饰后，因美感增加而升值。由于色彩鲜艳丰富的涂料装点着各种物体，才使得居住环境变得五彩缤纷，人们的生活也变得多姿多彩。(3)标志作用：道路画线，各种交通标志用涂料，以表示警告、危险、安全、前进、停止等信号;化工厂不同物料输送管道外壁涂覆不同颜色的涂料，使化工操作人员工作更加安全。(4)特殊作用：众所周知，目前纳米技术己成为继互联网、基因工程等之后人们关注的又一热点。纳米科技是在20世纪80年代末、90年代初逐步发展起来的前沿、交叉性新兴科学，它的迅猛发展己经成为21世纪科学技术发展的主流。高科技的飞速发展对高性能材料的要求越来越高，在时间上的要求也越来越迫切，而纳米尺寸合成为发展高性能新材料和对现有材料性能进行改善提供了一个新的途径。

最近，在美国材料研究协会举办的秋季会议上己正式提出“纳米材料工程”的概念，目的是加快纳米材料转化为高技术产业的进程，缩短基础研究、应用研究和开发研究的周期，这是当今新材料研究的重要特点，谁在这方面下功夫，谁就能占领21世纪新材料研究的“制高点”，就会在21世纪新材料的研究中处于优势地位。此外，德国，日本等国家也制定了纳米复合材料的研究计划。纳米复合材料研究的热潮已经形成。

纳米复合材料之所以能成为研究的热潮，是因为其与传统材料相比，有着无法比拟的优越性能，而且将纳米技术引入到材料中，可以赋予传统材料新的功能。比如将纳米技术引入到涂层材料中制得的纳米涂料具有高强、高韧、高硬度等特性，因其在材料表面起到保护等作用而有着广阔的应用前景。

近年来纳米涂层材料发展的趋势由单一纳米涂层材料向纳米复合涂层材料发展。芬兰技术研究中心等用磁控溅射法成功地在炭钢表面涂覆纳米复合涂层(MoSi₂/SiC)，在5000C下热处理1h后，涂层硬度可达20.8GPa，较炭钢提高了几十倍，而且具有良好的抗氧化、耐高温性能，同时克服了单层纳米MoSi₂涂层容易开裂的缺点，充分显示了纳米复合涂层的优越性。纳米科技不仅是信息技术、生物技术等领域飞跃发展的推动力，而且因其具有独特的物理、化学、生物特性为涂料这一传统工业的发展提供了新的机遇。

纳米涂料一般由纳米材料与有机涂料复合而成，更严格地讲应称作纳米复合涂料(Nanocomposite coating)。复合涂料必须至少满足两个条件才能称为纳米涂料：一是至少有一种材料的尺度在1-100nm之间，二是由于纳米相的存在而使涂料性能得到显著提高或赋予涂料新的功能，二者缺一不可。