陶瓷汽缸技术

  陶瓷材料热膨胀系数低、质地轻、摩擦系数小、绝热好，并具有高强度，近年来陶瓷材料的发展表明其特别适用于制造业以及相关的零部件上。目前，陶瓷材料在内燃机主要制成的有：增速器转子、摇臂镶块、绝热发动机的排气管涂层、汽缸、活塞顶和气门顶杆端等零部件。
  所谓陶瓷汽缸，就是在铝矽合金汽缸上镀上一层碳化矽及镍的复合层。这一层复合镀层取代传统球墨铸铁衬套，使汽缸达到重量轻、硬度高、耐磨、耐高温、传热导快速、质轻、功率大，耐久性能佳、性能不衰减，不必搪缸，寿命长等特点。
  据有关资料介绍，一般陶瓷汽缸之镀层为40微米（μm）到60微米，在40微米之下之镀层汽缸寿命较差，最厚可以做到120微米。一般镀层要做到60微米正负20微米即可达到很长的使用寿命。而且，使用陶瓷汽缸发动机因其不易磨损，故可以减少铝合金汽缸中之矽因磨出所造成的触媒毒化失效。所以触媒使用寿命较长，废气排放量不至于快速增加。必要时活塞也加以电镀陶瓷，更可以延长触媒使用寿命，不致于产生废气排放值急剧增加的情况。符合国家提高机动车辆排废标准的环保趋势。
  该陶瓷汽缸的基质材料为ADC12或AC4A，在汽缸内壁上有一层微弧氧化陶瓷层，陶瓷层组分包括γ-Al2O3、α-Al2O3，厚度为15-120μm。微弧氧化处理工艺过程是将待处理的缸体作为阳极、内置不锈钢管作为阴极，将以碱性电解溶液从缸体一端通过缸体，从缸体的另一端流出；工艺过程中控制的条件为：电压450V-750V，电流密度为20-40A/dm2，时间是40-90min；碱性电解溶液成分为Na2SiO3：4-8g/L、NaOH：2-5g/L、Na3AlO3：1-3g/L，Na2WO4：2-4g/L，EDT二钠：1-3g/L，电解液PH值为9-13。溶液温度控制在10-50℃。这样的工艺使汽缸陶瓷化处理操作简便又稳定，获得的复合陶瓷层汽缸膜层厚、致密度高、硬度高、具有非常好的耐磨性，耐腐蚀、抗高温冲击性。
  此外，在内燃机汽缸的内壁应用的硬质复合纳米陶瓷薄膜的涂层，可以利用通用的淀积固体薄膜的加工技术加以实现，该淀积固体薄膜的加工技术包括真空蒸发、磁控溅射、离子束溅射、离子镀、液相外延、化学束外延、分子束外延、脉冲激光淀积、电化学淀积、化学气相沉积及物理气相沉积；其实，在内燃机汽缸的内壁应用的硬质复合纳米陶瓷薄膜的涂层的基本方法是应用淀积固体薄膜的技术，在内燃机汽缸的内壁淀积一种及一种以上的硬质复合纳米陶瓷薄膜的涂层；它能以使内燃机汽缸的内壁发生材料的表面改性，该涂层的总体维氏硬度ＨＶ不小于３３５０；该涂层的整体厚度不超过６０微米。
  采用先进的渗陶工艺制造的汽缸装到摩托车发动机上，历经250小时发动机台架强化运行试验后，磨损量为0.02～0.03mm以内，是普通发动机相同条件磨损量的1/3，大大提高发动机的耐磨性能，使发动机大修期延长1倍。由于陶瓷发动机的热效率提高，可节约燃油6.7％～22.7％，使发动机气缸壁表面的耐热能力从1000℃提高到1700℃，陶瓷发动机的热效率提高，不仅可节省30％的热能，功率提高9.8％～13.3％，扭矩还可以增加9％。此外陶瓷对CO和HC还具有氧化催化作用，尾气排放CO下降31.3％～71.5％，HC下降39.8％～76％，因此，采用陶瓷汽缸更加环保。
  由此可见，陶瓷汽缸是目前世界上最先进的汽缸制造技术，可在汽缸壁形成一个高吸油性、高耐磨性之磨润复合镀膜形成，耐磨性超出ー般汽缸5倍以上，并可减低汽油气爆后所产生的二氧化氮，净化空气，能达到超耐磨、低摩擦、高转速、低污染、省油、舒适的目的，是目前世界环保指定达成的首选工艺。

何时才能普及。