傳統(tǒng)粉末滲鋅原理是1904年由英國(guó)冶金學(xué)家Sherard Cowper-Coles首先提出的，之后前蘇聯(lián)學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了深入研究并獲得許多專利成果。1940年在歐洲的一些國(guó)家得到推廣并實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，1970年后在歐洲的工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到普遍推廣應(yīng)用，如英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)及荷蘭等均制定了有關(guān)粉末滲鋅的標(biāo)準(zhǔn)，英國(guó)BS4921-1973《鋼鐵粉末滲鋅》標(biāo)準(zhǔn)最早得到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)的認(rèn)可，1988年該標(biāo)準(zhǔn)修訂為BS4921-1988《鋼鐵粉末滲鋅》，2003年歐洲標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(CEN)提出適合整個(gè)歐洲共同體的最新標(biāo)準(zhǔn)EN 13811：2003《鐵制品的鋅擴(kuò)散涂層》，2008年美國(guó)出版了ASTM標(biāo)準(zhǔn)A1059/A1059 M - 2008《鋼鐵緊固件、五金器具和其他產(chǎn)品的鋅合金熱擴(kuò)散涂層》。粉末滲鋅工藝作為鋼鐵材料的一種有效防腐技術(shù)目前在歐洲及工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家獲得廣泛應(yīng)用，英國(guó)每年有幾萬(wàn)噸各類鋼鐵零件采用粉末滲鋅工藝進(jìn)行處理，如英國(guó)Bodycote Metal Technology Group是全世界最大的從事金屬熱處理加工企業(yè)[18,19]，其粉末滲鋅產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于許多工業(yè)防腐領(lǐng)域，在美國(guó)、日本、加拿大、荷蘭及德國(guó)等國(guó)家都采用了大量的粉末滲鋅鋼鐵材料構(gòu)件。

我國(guó)武漢材料保護(hù)研究所于20世紀(jì)60年代就開(kāi)展了粉末滲鋅工藝的研究；北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院于1984年對(duì)粉末滲鋅工藝進(jìn)行探索性試驗(yàn)研究，1986-1988年實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)，開(kāi)發(fā)出粉末滲鋅成套設(shè)備和粉末滲鋅產(chǎn)品等有關(guān)國(guó)家專利，為在國(guó)內(nèi)全面推廣這項(xiàng)新工藝提供技術(shù)基礎(chǔ)。1991年正式頒布了JB/T 5067-1991《鋼鐵制件粉末機(jī)械鍍滲鋅》國(guó)家機(jī)械行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，1999年該標(biāo)準(zhǔn)修訂為JB/T 5067-1999《鋼鐵制件粉末滲鋅》。這標(biāo)志著國(guó)內(nèi)粉末滲鋅防腐技術(shù)進(jìn)入工業(yè)化的應(yīng)用階段。目前粉末滲鋅防腐涂層具有的優(yōu)異長(zhǎng)效耐腐蝕性能已獲的工程界的普遍認(rèn)可，并在交通(地鐵工程、高速鐵路)、電力、化工、電信等防腐領(lǐng)域獲得廣泛應(yīng)用，2006年國(guó)家鐵道部已將粉末滲鋅工藝作為鐵路鋼支座和連接件的規(guī)定防腐蝕處理方法編入有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)中。粉末滲鋅作為鋼鐵防腐領(lǐng)域一種有效表面防護(hù)方法、在工程應(yīng)用中發(fā)揮越來(lái)越重要作用。

傳統(tǒng)粉末滲鋅原理屬于公開(kāi)技術(shù)，其一般過(guò)程可以在許多專著文獻(xiàn)或手冊(cè)中找到，為了進(jìn)行工業(yè)化的粉末滲鋅加工，國(guó)內(nèi)外已研究開(kāi)發(fā)出許多改進(jìn)的適合工業(yè)化加工的粉末滲鋅處理工藝。1993年以色列人Isaak Shtikan發(fā)明的Distek粉末滲鋅工藝(WO 98/41346)在全世界范圍內(nèi)申請(qǐng)了專利保護(hù)，采用這種工藝不僅能獲得傳統(tǒng)粉末滲鋅的灰色涂層，而且能直接加工出具有不同外觀顏色的涂層，其涂層硬度及耐腐蝕性明顯高于原來(lái)工藝，目前DisTek工藝已推廣應(yīng)用到美國(guó)、英國(guó)、挪威、比利時(shí)、俄羅斯、南非及日本等許多國(guó)家。1993年國(guó)內(nèi)北京有色冶金設(shè)計(jì)研究總院提出的“粉鍍(滲)鋅方法及裝置”是目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用最廣泛的粉末滲鋅加工技術(shù)，目前隨著該專利權(quán)終止(2005-12-14)已成為公開(kāi)技術(shù)。

在20世紀(jì)90年代后期國(guó)內(nèi)許多單位對(duì)真空粉末滲鋅工藝和設(shè)備進(jìn)行了研究[12]，其特征是將滲鋅容器抽真空進(jìn)行粉末滲鋅熱處理，如1997年冶金部洛陽(yáng)耐火材料研究院申請(qǐng)的“一種真空滲鋅爐”(目前該專利權(quán)終止2000-12-6)等。實(shí)際上早在20世紀(jì)60年代前蘇聯(lián)已進(jìn)行過(guò)真空條件下的粉末滲鋅工藝研究[5,6]，但由于真空熱處理設(shè)備成本高及操作復(fù)雜等、并沒(méi)有在工業(yè)生產(chǎn)獲得應(yīng)用，而后來(lái)國(guó)內(nèi)提出的真空粉末滲鋅工藝在實(shí)際生產(chǎn)中存在同樣問(wèn)題。由于只能在滲鋅密封容器滾動(dòng)加熱前進(jìn)行抽真空處理，滾動(dòng)加熱過(guò)程中很難保證高溫下密封容器內(nèi)的真空狀態(tài)，因此目前所謂的真空粉末滲鋅工藝只能在實(shí)驗(yàn)室條件下嚴(yán)格完成，在工業(yè)化生產(chǎn)中很難嚴(yán)格實(shí)現(xiàn)該工藝過(guò)程。

機(jī)械滾動(dòng)摩擦、沖擊有助于固體粉末熱擴(kuò)散過(guò)程、并能有效降低擴(kuò)散溫度，基于此原理2001年山東大學(xué)提出了“機(jī)械能助滲金屬表面改性技術(shù)”，將滾動(dòng)粉末滲鋅工藝拓寬到滲鋁、滲硅、滲銅、滲錳及鋅鋁共滲工藝，但目前尚未見(jiàn)到工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程。2004年以色列Greencote公司又提出了鋅/鋁復(fù)合涂層加工技術(shù)(WO2004/050942-A1)，這種改進(jìn)的粉末滲鋅工藝采用鋅鋁復(fù)合粉末制備熱擴(kuò)散涂層，非常適合各種緊固螺栓及連接件防腐處理。2005年天津市先知邦鋼鐵防腐工程有限公司申請(qǐng)的“一種納米復(fù)合粉末滲鋅加工方法”(目前該專利已授權(quán)2006-4-4)[16,17]。納米復(fù)合粉末滲鋅是通過(guò)在傳統(tǒng)的粉末滲劑中添加納米活化劑方式來(lái)改善粉末滲鋅工藝，可以獲得硬度較高、耐腐蝕性能、抗高溫氧化性能及力學(xué)等綜合性能更為優(yōu)異的滲鋅涂層。

傳統(tǒng)粉末滲鋅工藝由于采用燃?xì)饣螂娂訜岬妮椛鋫鲗?dǎo)加熱方式，仍存在工藝周期長(zhǎng)、能耗嚴(yán)重局限性，如在整個(gè)滲鋅過(guò)程中從加熱到保溫至少要4小時(shí)以上(如鋅鋁包埋共滲工藝將達(dá)到10小時(shí)以上)，工藝時(shí)間長(zhǎng)、生產(chǎn)效率很低；其次是在輻射傳導(dǎo)加熱過(guò)程中大量熱量消耗在爐體和工件本身的加熱與保溫上，有效熱量利用率低、能源浪費(fèi)嚴(yán)重。2007年我們提出了利用微波熱擴(kuò)散的“一種快速粉末滲鋅表面涂層加工方法”發(fā)明專利(CN101122005A)，可明顯提高目前粉末滲鋅工藝的生產(chǎn)效率、并極大地降低生產(chǎn)成本。目前，我們正與天津市先知邦滲鋅制品有限公司合作共同開(kāi)發(fā)工業(yè)化生產(chǎn)工藝與微波擴(kuò)散處理設(shè)備。