摘要：隨著我國工業自動化水平的進一步提高，對溫度數據的實時掌控成了軍工國防、科學研究、環境保護、氣象觀測和智能制造等領域的一種必備手段。熱電偶結構簡單、性能穩定、使用方便，在各個領域的測溫環節得到了廣泛的應用。然而其實際的使用環境相對復雜，所以就要求熱電偶保護管能應對外部的機械損壞，同時保護熱電偶免遭介質的化學腐蝕。本文將對熱電偶保護管上的表面涂層技術現狀做梳理和總結。

　　表面涂層技術能夠賦予零部件表面耐腐蝕、耐磨損、抗氧化、抗高溫等一系列特殊功能，具有顯著經濟效益，國際上也越來越多地采用該技術來解決工件表面的高溫腐蝕和磨損問題。

　　梯度功能涂層技術適用于玻璃行業

　　梯度功能材料最早是由日本科學家提出的概念，用以開發具有緩和熱應力功能可應用在高溫環境的超耐熱材料。這種材料的組合可有金屬-陶瓷、金屬-合金、非金屬-非金屬、非金屬-陶瓷、陶瓷-陶瓷等多種形式。而應用于熱電偶保護管的梯度功能涂層技術不僅可以緩和熱應力提高保護管涂層的使用壽命，還可以與金屬間化合物結合形成復合效果更佳的涂層。金屬間化合物和精細陶瓷梯度復合涂層技術近幾年的研究已經相對成熟，它同時具有金屬間化合物優良的耐熱性和耐蝕性特點，還具有精細陶瓷優良的耐磨性和不粘性特點，因此非常適用于玻璃行業，并且取得了很好的使用效果。

　　熱噴涂技術最有可能在短時間內產生市場效益

　　納米材料界面原子排列混亂且界面較大，很容易發生外力作用下的原子遷移擴散，使得材料本身具備良好的塑性、韌性和延展性。制備納米陶瓷涂層是一種能夠發揮納米材料優勢的重要途徑，而熱噴涂技術是在納米陶瓷涂層的制備方法中最有可能在短時間內產生市場效益。

　　究其原因共有4點：1.納米陶瓷涂層材料較大比表面積和極小的粒徑可以降低燒結致密化程度，節約有限的能源;2.使得結構均勻化致密化，提高了陶瓷材料的可靠性;3.容易控制材料的組分及結構，可以制備定向設計的納米材料組織結構，充分發掘陶瓷材料的應用潛力;4.與微米陶瓷涂層相比，納米陶瓷涂層材料抗腐蝕性能提高一倍以上，耐磨性能提高四倍以上。納米陶瓷涂層和熱噴涂技術相結合保留4點優勢的同時，還兼顧了熱噴涂技術工藝簡單、沉積率高和容易形成復合涂層等優點，具有很好的市場應用前景。

　　金屬間化合物涂層技術提升性能最顯著

　　一般情況下，熱電偶保護套管主要的失效原因是被磨損或者被高溫腐蝕，而普通的高溫合金和金屬陶瓷不能繼續擔此重任，起到很好的防護效果。這時，有序金屬間化合物就成了一種很好的解決方案，因為其具有一系列優異的性能，內部晶體有序結構及金屬鍵和共價鍵共存使其在高溫下還能保持高強度，很多工況下屈服強度隨溫度升高而升高。有序金屬間化合物高溫材料是很有應用前景的特殊高溫材料，其耐熱性能在高溫合金和陶瓷材料之間。

　　為了發揮金屬間化合物的特性，并且利用表面技術避開其脆性大的劣勢，采用涂層技術將金屬間化合物材料與熱電偶保護套管結合，可使熱電偶套管的性能得到顯著的提升：1.耐腐蝕性能和抗氧化性能得到提升，針對硫化氫的防護效果特別明顯;2.涂層傳承了金屬間化合物高溫高硬度的特點，耐磨性能得到提升;3.與高溫合金相比，耐熱性能可提升200℃左右;4.普通材料替代了高價材料，使得產品性價比得到提升。

　　結語

　　目前，熱電偶保護管上的表面涂層技術包含：梯度功能涂層技術、納米陶瓷涂層技術和金屬間化合物涂層技術，極大地提升了熱電偶保護套管的耐磨損、耐腐蝕和耐高溫等性能。目前，梯度功能涂層技術在玻璃行業取得了很好的使用效果，納米陶瓷涂層技術和熱噴涂技術的結合最有可能在短時間內產生市場效益，金屬間化合物涂層技術提升熱電偶保護套管性能最顯著。隨著涂層技術和表面工程技術的發展，熱電偶保護管的涂層應用會更加廣泛，市場前景大好。