تحتوي حلقات المكبس على مجموعة واسعة من المواد وخصائص مختلفة. يجب أن يأخذ اختيار مادة حلقة المكبس في الاعتبار ظروف الخدمة ومتطلبات الأداء ونوع الحلقة وعوامل أخرى. بشكل عام، يجب أن تستوفي مادة حلقة المكبس لمحرك الاحتراق الداخلي المتطلبات التالية:
1. قوة ميكانيكية عالية بما فيه الكفاية عند درجة حرارة عالية
2. مقاومة التآكل ومعامل الاحتكاك المنخفض
3. ليس من السهل إنتاج الالتصاق وسهل التشغيل
4. المعالجة مريحة والسعر رخيص
بهذه الطريقة، يجب أن تتمتع مادة حلقة المكبس بالقوة والصلابة والمرونة ومقاومة التآكل (بما في ذلك تخزين الزيت) ومقاومة التآكل والاستقرار الحراري وقابلية المعالجة. في الوقت الحاضر، مادة حلقة المكبس هي في الأساس الحديد الزهر. مع تقوية المحرك، هناك اتجاه للانتقال من الحديد الزهر الرمادي إلى الحديد الزهر القابل للطرق والحديد الزهر العقدي والصلب. انظر الجدول 1-2 للمواد والخصائص المشتركة.
جدول 2-1 المواد الشائعة وخصائص حلقات المكبس

ومع ذلك، فإن مقدمة اليوم ليست حلقة المكبس من المواد الشائعة، ولكن حلقة المكبس المعدنية المصنوعة من السيراميك المركب (حلقة المكبس المتسربة من السيراميك أو حلقة المكبس المعدنية الخزفية باختصار)، يشار إليها فيما بعد باسم حلقة المكبس الخزفية المعدنية.
يتم تصنيع حلقات المكبس السيرميت عن طريق اختراق سيراميك نيتريد البورون (جزء من نيتريد البورون المكعب) مع وظيفة التشحيم الذاتي في الطبقة السطحية لزوج احتكاك حلقة المكبس عند درجة حرارة منخفضة (أقل من 200 درجة مئوية) باستخدام بخار كيميائي البلازما المتقدم * في العالم. تكنولوجيا الترسيب"، بحيث تكون الطبقة السطحية العاملة لحلقات المكبس من السيراميك. تتمتع حلقات المكبس بعد تسلل السيراميك بمقاومة تآكل جيدة ومقاومة تآكل ومقاومة للتآكل، لذلك يمكن تحسين عمر خدمة حلقة المكبس. يتم اختراق السيراميك المركب إلى سطح حلقة المكبس عن طريق ترسيب بخار البلازما الكيميائي، وهو ما يختلف عن عملية رش السيراميك على سطح حلقات المكبس الأخرى. يمكن لطريقة المعالجة هذه أن تجعل مادة السيراميك المركبة تتمتع بقوة ربط قوية مع سطح حلقة المكبس دون أن تتشقق أو تسقط.

بالإضافة إلى ذلك، تحتوي طبقة السيرميت المركبة على هيكل إلكتروني مشابه للروديوم، لذلك يمكنها إجراء تحفيز الاحتراق في المحرك وتقليل محتوى انبعاث ثاني أكسيد الكربون والهيدروكربونات بشكل كبير. ولذلك، فإن حلقات المكبس المشربة بالسيراميك لها أيضًا تأثير تحفيزي.
لقد اجتازت تقنية "الفيلم المركب سيرميت" التقييم * في عام 1997.
لقد تم استخدام حلقات المكبس المشربة بالسيراميك على نطاق واسع في مصانع المحركات الكبرى مع تأثير تطبيق جيد.
إنه يشكل "سيراميك وظيفي" مركب مع المعادن، والذي يتميز بالخصائص المميزة لصلابة السطح العالية، معامل الاحتكاك المنخفض، تقليل التآكل وعمر الخدمة الطويل.
عند درجة حرارة منخفضة (أقل من 200 درجة مئوية)، يتم اختراق النتريد (مادة السيراميك المركبة) إلى سطح الأداة عن طريق ترسيب البخار الكيميائي للبلازما.
سمات:
1. انخفاض درجة حرارة النمو. عندما تكون درجة حرارة تشكيل الفيلم أقل من 200 درجة مئوية، فإنها لن تلحق الضرر بالركيزة وسطح قطعة العمل، ولن تشوه قطعة العمل، ولن تؤثر على دقة المعالجة وأداء التجميع.
2. الاتصال ثابت. نظرًا لأن المعدن ينتشر مع نيتريد البورون ونيتريد البورون المكعب في حالة البلازما الفراغية لتكوين مواد متدرجة وظيفية، فإن الأفلام المركبة لن تتقشر عند درجة حرارة عالية أو تأثير.
3. تم تحسين كل من الصلابة والمتانة. نظرًا لانتشار الفيلم المركب والمعدن على مرحلتين لتشكيل مادة وظيفية متدرجة مائلة، فإنه لا يلعب فقط دور التركيبة القوية للطبقة الانتقالية، بل يعمل أيضًا على تحسين قوة الترابط وقدرة الشد ومقاومة الانحناء للسيراميك وصلابته. يفوق السيراميك نفسه.
4. مقاومة جيدة للتآكل عند درجات الحرارة العالية. أظهرت النتائج التجريبية أنه بالمقارنة مع طلاء الكروم، فإن صلابة الفيلم المركب تزداد بشكل كبير مع زيادة درجة الحرارة في البيئة من 250 درجة مئوية - 350 درجة مئوية، وتزداد صلابة السطح بأكثر من hv210، بينما تنخفض الكروم الصلبة بشكل ملحوظ بعد ذلك. 250 درجة مئوية، وينخفض ​​بحوالي hv110 عند 350 درجة مئوية. وبالتالي، بالمقارنة مع قطعة العمل بدون طلاء الفيلم المركب، فإن قطعة العمل المطلية بالسيراميك لديها مقاومة أفضل للتآكل في بيئة درجة الحرارة العالية.
5. مقاومة قوية للأكسدة. أظهرت النتائج التجريبية أن الفيلم المركب لا يزال يتمتع بمقاومة جيدة للأكسدة ومقاومة القاعدة الحمضية عندما تكون درجة الحرارة أكبر من 1000 درجة مئوية.
6. لديه وظيفة الأكسدة والحفز. عندما يخترق السيراميك السطح المعدني، يتم إنشاء كمية مناسبة من الإلكترونات الشاغرة، مما يجعل الفيلم المركب له تأثير أكسدة محفز على ثاني أكسيد الكربون والهيدروكربون، ويقلل بشكل كبير من تلوث انبعاثات عادم المحرك.
7. أداء جيد لللف والطلاء. الأفلام المركبة عبارة عن ترسيب بخار كيميائي، لذلك يمكن زراعة الأفلام المركبة أينما يمر الغاز، ولا تقتصر ظروف المعالجة على شكل وموضع قطعة العمل.
8. مجالات التطبيق واسعة. بالإضافة إلى تطبيقه على المحرك، فإن الفيلم المركب مناسب أيضًا لأزواج الاحتكاك للآلات المختلفة، والأجزاء ذات درجة الحرارة العالية والمقاومة للتآكل، وأدوات القطع والقوالب المختلفة، ويمكن أن يتكيف مع مختلف المواد المعدنية أو غير المعدنية من خلال معلمات عملية مختلفة.