Powłoka (materiałoznawstwo)

Powłoka - warstwa materiału wytworzona w sposób naturalny lub sztuczny albo nałożona sztucznie na powierzchnię przedmiotu wykonanego z innego materiału, w celu uzyskania określonych właściwości technicznych lub dekoracyjnych.

Ogólne informacje

Powłoki ze względu na występowanie budowy warstwowej można podzielić na:

• powłoka jednowarstwowa (monowarstwa) - powłoka nałożona na podłoże w jednym procesie lub operacji technologicznej; składająca się tylko z jednej warstwy. Dodatkowo wyróżnia się:
  • powłoka jednoskładnikowa - zbudowana tylko z jednego materiału
  • powłoka wieloskładnikowa - zbudowana z wielu różnych materiałów.
• powłoka wielowarstwowa (multiwarstwowa) - powłoka składająca się z dwóch lub większej ilości materiałów. Dodatkowo wyróżnia się:
  • powłoka wielokrotna - składa się z dwóch lub większej ilości warstw tego samego materiału w ośrodkach technologicznych o nieznacznie różniących się własnościach fizykochemicznych
  • powłoka przekładana - składa się z kilku warstw różnych materiałów, ale jeden z nich występuje dwukrotnie i nie bezpośrednio po sobie.

Klasyfikacja powłok

Podział ze względu na użyty rodzaj materiału

Materiał powłokowy	Rodzaje	Przykłady
Metal	czyste metale powłokowe	nikiel, chrom, glin, miedź, srebro, złoto itd.
	stopy i kompozyty powłokowe	mosiądz, brąz itd.
Niemetal	związki metali podłoża	tlenki, fosforany, szczawiany itd.
	farby	olejne, emulsyjne, lakierowe, wapienne itd.
	lakiery	olejne, żywiczne, nitrocelulozowe itd.
	żywice	naturalne, sztuczne
	emalie lakiernicze	olejne, celulozowe itd.
	emalie szkliste	artystyczne, techniczne, podstawowe, kryjące
	oleje	roślinne, mineralne, zwierzęce
	smary	stałe, ochronne
	woski	naturalne, syntetyczne
	cementy	organiczne, bitumiczne, smołowe, glejtowo-glicerynowe itd.
	asfalty	naturalne, pirogeniczne
	materiały ceramiczne	tlenki, węgliki, azotki i ich mieszaniny
	cermetale
	tworzywa sztuczne	polietylen, polistyren, poli(chlorek winylu) itd.
	kauczuki	naturalne, syntetyczne
	gumy	miękkie, twarde

Podział ze względu na sposób wytworzenia

Powłoki galwaniczne	elektrolityczne	kąpielowe
		tamponowe
	chemiczne	wymiana
		kontakt
		redukcja
	konwersyjne	chemiczne
		elektrochemiczne
Powłoki zanurzeniowe	ogniowe
	malarskie	zwykłe
		forezowe
Powłoki natryskowe	cieplne	płomieniowe
		indukcyjne
		oporowe
		łukowe
		plazmowe
		detonacyjne
	malarskie	rozsmarowaniowe
		polewaniowe
		natryskiwane pneumatycznie
		natryskiwane hydrodynamicznie
		natryskiwane elektrostatycznie
Powłoki platerowe	dociskowe	mechaniczne
		wybuchowe
	natopieniowe	napawane
		lutospawane
		elektroiskrowe
Powłoki krystalizacyjne	naparowane
	napylane jonowo

Podział ze względu na zastosowanie

Powłoki ochronne

Powłoki ochronne - powłoki zaprojektowane jedynie do ochrony powierzchni materiału przed szkodliwym wpływem otaczającego go środowiska i przed oddziaływaniem mechanicznym. Wyróżnia się:

• powłoki do ochrony czasowej - zabezpieczają materiał przed korozją podczas transportu, magazynowania lub w okresach między poszczególnymi operacjami technologicznymi
• powłoki do ochrony trwałej - zabezpieczają materiał przed korozją w warunkach eksploatacji. W przypadku gdy zarówno powłoka jak i chronione podłoże są metalem, można dodatkowo wyróżnić:
  • powłoki katodowe - powłoki wykonane z metalu, którego potencjał elektrodowy w warunkach danego środowiska korozyjnego jest bardziej elektrododatni, niż potencjał materiału podłoża. Chronią podłoże tylko jeżeli są szczelne.

  • powłoki anodowe - powłoki wykonane z metalu, który w danym środowisku korozyjnym wykazuje potencjał niższy, niż podłoże. Chronią podłoże nawet jak ulegną zniszczeniu.

Powłoki dekoracyjne

Powłoki dekoracyjne - powłoki mające na celu nadać przedmiotowi estetyczny wygląd zewnętrzny, o którym decydują przede wszystkim odpowiednia barwa, połysk, odporność na pokrywanie się nalotem i faktura powierzchni.

Powłoki ochronno-dekoracyjne

Powłoki ochronno-dekoracyjne - powłoki służące do zabezpieczenia materiału przed korozją, nieznacznymi uszkodzeniami mechanicznymi, jak i nadanie atrakcyjnego wyglądu powierzchni.

Powłoki techniczne

Powłoki techniczne - powłoki służące do nadania materiałowi określonych własności fizycznych (mechanicznych, elektrycznych, termicznych itd.). Dzieli się je na:

• poprawiające własności tribologiczne - powłoki najczęściej poprawiające twardość i odporność na ścieranie
• poprawiające własności elektryczne - powłoki poprawiające przewodność elektryczną styków
• poprawiające własności termofizyczne - powłoki zmieniające odporność na działanie wysokich temperatur, własności emisyjnych i przewodność cieplną materiałów.
• powłoki technologiczne - powłoki służące do poprawy właściwości półwyrobów w trakcie realizacji procesu technologicznego wytwarzania lub chroniące przed dyfuzją niepożądanych składników.
  • poprawiające zdolność lutowania
  • zabezpieczające przed dyfuzją
• powłoki regeneracyjne - powłoki służące do odtworzenia pierwotnego wymiaru, kształtu częściowo zużytego elementu.
• powłoki katalityczne - powłoki zmieniające szybkość zachodzenia reakcji w materiałach z otaczającym go gazem lub powodujące zmianę temperatur zachodzenia danych reakcji.
• powłoki optyczne - powłoki zmieniające własności optyczne materiałów, takie jak połysk powierzchni, pochłanianie/odbijanie danych zakresów promieniowania elektromagnetycznego.

Właściwości powłok

Parametry	Rodzaj
geometryczne	grubość
	struktura stereometryczna
	nierówności powierzchni
	wady struktury stereometrycznej
geometryczno-fizykochemiczne	energetyczne
	promienne
	katalityczne
	termofizyczne
fizykochemiczne	struktura
	naprężenia własne
	przyczepność
	twardość
	plastyczność i elastyczność
	własności elektryczne i magnetyczne
eksploatacyjne	odporność korozyjna
	porowatość
	pęcznienie
	przepuszczalność
dekoracyjne	wygląd zewnętrzny
	barwa
	połysk
	zdolność krycia

Zobacz też

• dyfuzja
• adhezja
• elektroliza
• galwanizacja
• platerowanie
• falistość powierzchni
• chropowatość powierzchni
• warstwa wierzchnia
• inżynieria powierzchni