高能束表面改性是一種新型表面處理技術,即利用功率密度在1000/cm2及以上的電子束、激光束、等離子體束等能量束定向作用在材料表面,通過刻蝕、注入、熱輻射等方式使其產生物理、化學或相結構轉變。
目前高能束表面改性技術分為電子束表面改性技術、離子束表面改性技術、激光表面改性技術三種。電子束主要有連續型、脈沖型兩種,根據能量密度不同,脈沖型電子束又分為低能量密度長脈沖、高能量密度窄脈沖,其中高能量密度窄脈沖又稱強流脈沖電子束(HCPEB),實際應用更廣泛。
三種高能束表面改性技術各具優缺點。其中激光表面改性技術優點在于非接觸式加工、加工速度快等,缺點有表面粗糙、能量分布不均等;離子束表面改性技術具有可控精度高、無需高溫等優勢,但存在低溫效應、輻射損傷等問題;電子束表面改性技術具有速冷速熱、能量利用率高的優勢,但設備昂貴、對真空度要求高。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2028年中國高能束表面改性行業市場供需現狀及發展趨勢預測報告》顯示,高能束表面改性技術適用于各種材料的表面改性,包括鎳基合金、鎂及鎂合金、鑄鐵、鋼、鈦及鈦合金、銅、金剛石、陶瓷粉末、高分子聚合物、顆粒增強材料等。目前我國是全球最大的材料表面改性市場,隨著制造業發展、納米材料深入應用,材料表面改性需求將持續釋放,利于高能束表面改性市場發展。
高能束表面改性技術已在航天航空、海洋材料防護、材料加工、石油化工、能源、汽車、交通、冶金等領域得到應用。在航天航空領域,高能束表面改性技術可增強航天裝備材料對環境的適應性和安全性,延長其使用壽命、降低其腐蝕率,符合航天裝備材料表面處理工藝的低能耗、高效化、高性能化發展趨勢。
高能束發生器是實現高能束表面改性技術的基礎,早期受技術限制,我國高能束發生器市場由國外企業占據主導,近二十年來,基于降本及國產化需求,我國高能束發生器供應能力有所增強,相關企業包括博頓光電、大族激光、創鑫激光、河北志成束源科技等。
新思界
行業分析人士表示,我國制造業規模位居全球第一,材料表面改性需求旺盛,高能束表面改性應用空間廣闊,但作為新型表面處理技術,目前其市場普及率仍不及電鍍、電泳等傳統表面處理技術。在航空航空、汽車等領域,高能束表面改性技術應用已成趨勢,未來市場空間將進一步擴大。
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