液相喷涂主要包括悬浮液等离子喷涂（SPS）和溶液前驱体等离子喷涂（SPPS）。SPS是通过亚微米或纳米粒子沉积且具有特殊性质的涂层材料。固体颗粒被稳定地分散到溶剂中，形成悬浮液，通过液体进料系统输送到等离子火焰中。一些文献表明，SPS涂层表现出柱状结构或垂直裂纹等微观结构特征。在高分辨率下观察涂层结构，发现细微的孔隙，这些孔隙有可能是贯通的，也有可能是孤立的，如图所示。SPS涂层的热传导性能由涂层的结构特性决定，通常SPS 涂层热传导性要低于EB-PVD和APS所制备的涂层。粒径小于1m的固体颗粒在等离子喷涂过程中很容易被加速，在等离子体羽流中熔化，这要求等离子体到基体距离比传统APS过程中的距离短，导致基体承受的热量更大。因此，调节适当的喷涂参数有助于获得理想的涂层结构。另外，SPS过程需要添加适当的稳定剂材料（根据DLOV理论，分散剂应具有电荷排斥效应和空间位阻效应）。材料表面的性质不同，对稳定剂的要求也不同。因此，稳定剂的选择至关重要。溶液前驱体等离子体喷涂（SPPS）是将混合均匀的前驱体盐溶液喷入等离子火焰中，利用高温等离子焰流作为反应器，使固体颗粒发生熔化、结晶等一系列反应，形成稳定的纳米涂层材料，其中前驱体溶液的溶剂可以是一种或几种溶液组成（主要为水、乙醇和其他有机溶剂）。SPPS涂层具有更高、更均匀的孔隙率，可以提高涂层材料的热稳定性。在喷涂过程中，超细小的液滴飞溅物和未熔化的小颗粒被观测到。JADHAV A 等人[23]利用SPPS 过程制备出4mm厚度的YSZ涂层，该涂层具有较低的残余应力，平均热循环寿命高于相同厚度的APS 涂层材料。SPPS和SPS喷涂过程中，影响形成固体颗粒大小的因素有很多，主要包括雾化、液滴的破裂和聚合、溶液中溶质浓度等。颗粒大小对涂层的性能非常重要，然而在喷涂中材料颗粒大小不容易被控制。SPPS过程比SPS 过程更复杂，要注意包括提高溶液前驱体浓度、控制前驱体黏度以及处理在分解过程中产生的气体成分等问题。与SPS相比，SPPS虽不需要加入稳定剂，但两者都需要获得能量来蒸发溶剂，且比传统的APS过程具有更短的喷涂距离，以求获得更多的能量，减少溶液中溶剂带来的热量损失。
本文由桑尧热喷涂网收集整理。本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
