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多电极等离子喷枪经常需要同时更换多个阴极或阳极，因此，许多公司进行了单电极（一个阴极加一个阳极) 结构等离子喷枪的改进工作。ProgressiveTechnology公司推出的100HE等离子喷涂系统所用等离子喷枪是一种新型的单阴极、单阳极设计。100HE喷枪改进了阳极设计，有3个钨环和沟槽，这样的设计稳定了阳极上弧根的运动，同时使等离子弧被拉伸（其弧长约75mm，F4喷枪的弧长约5mm)，可稳定工作在高电压、低电流条件（电压200~275V，电流375~600A，功率25~100kW)下，电极寿命延长到200h以上。推荐采用Ar/N2/H2混合气体作为气源。若加入He取代H2，则等离子焰流速度接近高速火焰喷涂，碳化钨粉末粒子能加速到527m/s；沉积效率超过60%，喷涂碳化钨时成本能比高速火焰喷涂最多降低约40%。因此，100HE在等离子喷涂陶瓷市场，特别是制备氧化铬涂层方面有很好的优势。
VladimirBelaschenko设计开发了一种新型单阳极、单阴极的串级等离子喷枪。起弧方式与Delta喷枪类似，采用辅助阳极先起弧再切换到主阳极上。串级等离子喷枪设计比多电极喷枪结构简单，维护成本降低。该等离子喷枪的主要特点包括：
（1）该喷枪可以使用N2、N2-H2、N2-Ar、Ar、Ar-H2、Ar-He中任何一种作为等离子气体，特别是使用N2，大幅度降低了使用成本。
（2）前的工作功率在10~90kW，工艺窗口非常宽，可以模拟不同等离子喷枪的工作参数。
（3）喷枪热效率在气体大流量时为75%~80%，比常见等离子喷枪高50%~55%。
（4）使用不同的等离子气体和工艺参数，喷枪能产生层流、过渡或湍流等离子，这是目前常见等离子喷枪无法做到的。
（5）等离子弧非常稳定，电压和电流波动非常小。因此，喷枪电极寿命得到延长，如经过25h喷涂和超过100次起弧后，电极没有可测量的损耗，其他等离子喷枪无法做到如此优异的电极寿命。
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