การเคลือบเซรามิกประสิทธิภาพสูง-มีหลายประเภท ตามลักษณะการใช้งาน สามารถแบ่งประเภทกว้างๆ ได้เป็นสามประเภท: -การเคลือบเซรามิกที่ทนต่อการสึกหรอ การเคลือบเซรามิกที่ต้านทานการกัดกร่อน- และการเคลือบเซรามิกที่ป้องกันความร้อน แต่ละประเภทมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันออกไป ดังนั้นการทำความเข้าใจคุณลักษณะเหล่านั้นจะเป็นแนวทางในการวิจัยและการประยุกต์ใช้ที่เกี่ยวข้องได้อย่างมาก
การเคลือบเซรามิกต้านทานการสึกหรอ-ส่วนใหญ่ประกอบด้วยออกไซด์ คาร์ไบด์ ซิลิไซด์ ไนไตรด์ และโบไรด์บางชนิด ซึ่งแสดงด้วยวัสดุ เช่น Al₂O₃, WC, MoSi₂, AlN และ ZrB₂ คุณลักษณะที่โดดเด่นที่สุดของการเคลือบเซรามิกที่ต้านทานการสึกหรอ-คือคุณสมบัติทางเคมีที่เสถียร มีความแข็งสูง ต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง-ได้ดี และต้านทานการสึกหรอได้ดีเยี่ยม โดยหลักแล้วจะใช้ในการใช้งานต่างๆ เช่น เครื่องมือตัด เครื่องมือแข็ง และส่วนประกอบที่ทนทานต่อการสึกหรอ-และการกัดกร่อน-
การเคลือบเซรามิกที่ต้านทานการกัดกร่อน-ใช้เพื่อปกป้องส่วนประกอบพื้นฐานจากการกัดกร่อนในสิ่งแวดล้อมต่างๆ เช่น สภาพแวดล้อมทางทะเลสำหรับอุปกรณ์นอกชายฝั่ง สภาพแวดล้อมของของไหลตัดสำหรับเครื่องมือ และสภาพแวดล้อมของสังกะสีหลอมเหลวสำหรับการชุบสังกะสีโรลซิงก์ ไม่มีหมวดหมู่เฉพาะสำหรับการเคลือบเซรามิกที่ต้านทานการกัดกร่อน- การเคลือบเซรามิกที่ทนทานต่อการสึกหรอ-ส่วนใหญ่ยังมีความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีอีกด้วย
การเคลือบเซรามิกกั้นความร้อนคือระบบการเคลือบที่ประกอบด้วยการเคลือบพันธะโลหะและการเคลือบทับหน้าด้วยเซรามิกกั้นความร้อน ซึ่งแสดงด้วยวัสดุ เช่น MCrAlY/ZrO₂-Y₂O₃ และ MCrAlY/ZrO₂-CeO₂ (โดยที่ M หมายถึง Co, Ni หรือโลหะผสมของพวกมัน) ปัจจุบันมีการใช้กับเครื่องยนต์เครื่องบินเป็นหลัก
ประสิทธิภาพของการเคลือบเซรามิกประสิทธิภาพสูง-ส่วนใหญ่จะถูกกำหนดโดยกระบวนการเตรียมการ วิธีการเตรียมหลักสำหรับการเคลือบเซรามิกได้แก่: วิธีการทางเคมีแบบเปียก การสะสมของไอ การสะสมของเฟสของแข็ง- และการพ่นด้วยความร้อน การพ่นด้วยความร้อนมีสัดส่วนมากกว่า 50% ของส่วนแบ่งตลาดการเคลือบเซรามิก
การพ่นด้วยความร้อนด้วยเซรามิกหมายถึงวิธีการพ่นด้วยความร้อนที่ใช้เซรามิกเป็นวัสดุในการพ่น พัฒนาจากการพ่นด้วยความร้อนของวัสดุโลหะ จึงก้าวหน้าไปอย่างรวดเร็วเนื่องจากคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมมากมายของการเคลือบเซรามิกซึ่งไม่มีวัสดุที่เป็นโลหะเทียบได้ โดยมีบทบาทสำคัญมากขึ้นในหลายสาขา
อุตสาหกรรมการบินและอวกาศ
การเคลือบแผงกั้นความร้อนเป็นเทคโนโลยีสำคัญในเครื่องยนต์เครื่องบินสมัยใหม่ ส่วนประกอบส่วนที่ร้อน เช่น ท่อเปลวไฟ เครื่องเผาทำลาย และใบพัดกังหัน มักถูกเคลือบด้วยพลาสมา-เคลือบ Al₂O₃, ZrO₂ หรือเซอร์เมตหลายชั้น ในอุตสาหกรรมการบินและอวกาศที่มีความต้องการมากขึ้น ส่วนประกอบต่างๆ ต้องการวัสดุที่มีคุณสมบัติที่เข้มงวดมากยิ่งขึ้น การเคลือบเซรามิกที่มีความเสถียร เชื่อถือได้ น้ำหนักเบา และประสิทธิภาพสูง-ถูกนำมาใช้ในห้องส่งแรงขับของเครื่องยนต์จรวดเหลวและหัวฉีดไอเสียของมอเตอร์จรวดแข็งที่มีระยะเวลาสั้น- ซึ่งช่วยแก้ปัญหาที่เกี่ยวข้องกับ-การกัดเซาะและฉนวนที่อุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ
อุตสาหกรรมไฟฟ้า
ในโรงไฟฟ้า-ที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง พลาสมา-พ่นเคลือบเซอร์เมต WC/Co บนใบพัดของพัดลมดูดอากาศแบบบังคับและพัดลมดูดอากาศแบบเหนี่ยวนำจะช่วยลดการสึกหรอในสภาพแวดล้อมที่มีอนุภาคความเร็วสูง- ซึ่งช่วยยืดอายุการใช้งานของส่วนประกอบได้มากกว่าสี่เท่าเมื่อเทียบกับชิ้นส่วนที่ไม่เคลือบผิว ก้านลูกสูบในรอกไฮดรอลิกของโครงการอนุรักษ์น้ำขนาดใหญ่ต้องทนทานต่อการสึกหรอจากการเลื่อนแบบลูกสูบที่หนัก-ระหว่างการทำงานของประตู และต้านทานการกัดกร่อนจากสภาวะที่มีความชื้น ก้านลูกสูบที่ชุบโครเมียม-แบบดั้งเดิมอาจทำให้เกิดการรั่วซึมหรือเกิดการยึดเกาะหลังจากผ่านไประยะหนึ่ง ซึ่งส่งผลโดยตรงต่อการทำงานและตำแหน่งของประตู
อุตสาหกรรมปิโตรเคมี
การเคลือบเซรามิกแบบพ่นด้วยพลาสมา-ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายกับลูกสูบ โดยมักใช้วัสดุเช่น Cr₂O₃, Al₂O₃ หรือ Al₂O₃-TiO₂ ตัวอย่างได้แก่ ลูกสูบปั๊มโคลนในการสำรวจน้ำมัน และลูกสูบปั๊มประเภท C- และลูกสูบปั๊ม CO₂ ในการผลิตเส้นใยเคมี เพื่อป้องกันการรั่วไหลของตัวกลางของเหลวที่ลำเลียง วงแหวนซีลไดนามิกเชิงกลและปลอกเพลาที่มีการพ่นเคลือบเซรามิกจึงถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในการซีลใบหน้าส่วนปลาย-ภายในอุตสาหกรรมปิโตรเลียม เส้นใยเคมี และปุ๋ย
บอลวาล์วเป็นส่วนประกอบที่สำคัญสำหรับการขนส่งของเหลว-อุณหภูมิสูงและแรงดันสูง-ที่มีอนุภาคของแข็งและสารละลายที่มีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งต้องการประสิทธิภาพการปิดผนึกที่เข้มงวด การเคลือบ WC/Co แบบพ่นด้วยพลาสม่า-Cr₂O₃ หรือ HVOF- ช่วยแก้ปัญหาความท้าทายนี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยเพิ่มอายุการใช้งานประมาณสิบเท่า
อุตสาหกรรมโลหะวิทยา
การเคลือบคอมโพสิต Al₂O₃+25% ZrO₂ ด้วยพลาสมา-บนลูกกลิ้งเตาหลอมในเตาหลอมเหล็กแบบต่อเนื่องจะมีอายุการใช้งานนานกว่าโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง-หรือม้วนกราไฟท์ก่อนหน้านี้ 6 ถึง 8 เท่า ม้วนอ่างล้างจานในการชุบสังกะสีแบบจุ่มร้อน- เคลือบด้วยเซอร์เม็ทแบบพ่น HVOF- มีความทนทานต่อการกัดกร่อนของสังกะสีหลอมเหลวได้ดีเยี่ยม และทนทานต่อการสึกหรอได้ดี ใช้งานได้ยาวนานถึงหนึ่งเดือน-มากกว่าอายุการใช้งานของม้วนที่ไม่เคลือบถึงสองเท่า ม้วนอ่างล้างจานสำหรับ-อะลูมิเนียมจุ่มร้อนซึ่งเป็นความท้าทายทางเทคนิคในอดีต ปัจจุบันใช้-การเคลือบสปิเนลแบบพ่นพลาสมาปิดผนึกด้วยแก้วน้ำ ซึ่งช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานได้อย่างมากถึงมากกว่า 15 วัน
อุตสาหกรรมเบา
เพื่อเอาชนะการสึกหรอที่เกิดจากเส้นด้ายและเส้นใยเคมีบนชิ้นส่วนเครื่องจักรสิ่งทอ ส่วนประกอบจำนวนมาก เช่น ลูกกลิ้ง ลูกกลิ้งร่อง และแผ่นเสียดสีถูกเคลือบด้วยการเคลือบพลาสมา-Al₂O₃-TiO₂ หรือ Cr₂O₃
อุตสาหกรรมการพิมพ์และบรรจุภัณฑ์
ในการพิมพ์ การเคลือบ Cr₂O₃ แบบพ่นพลาสมาจะถูกนำมาใช้กับท่อหมึกและลูกกลิ้งเคลือบยาง- ในขณะที่การเคลือบ Al₂O₃-TiO₂ จะถูกนำมาใช้กับลูกกลิ้งการพิมพ์เหล็กหล่อ ลูกกลิ้งบำบัดโคโรนาสำหรับฟิล์มพลาสติก เช่น โพลีเอทิลีนใช้พลาสมา-พ่นAl₂O₃เป็นสารเคลือบฉนวน ในอุตสาหกรรมบรรจุภัณฑ์ ม้วนลอนเคลือบด้วยพลาสมา-เคลือบ Cr₂O₃ เซรามิกแบบพ่น