研究表明,熔融或半熔融粒子的温度和飞行速度对热喷涂涂层性能的影响至关重要,特对几种常见的热喷涂涂层制备过程中飞行粒子的温度和速度进行了对比,如图1-1所示。表1-1则总结了几种常见热喷涂典型涂层的特点,结合图1-1和表1-1可知,等离子喷涂具有十分明显的优势,这也是其成为热喷涂技术中最常用方法的原因所在。
表1-1 常见热喷涂典型涂层的特点比较
Tab. 1-1 Comparison of several thermal spraying methods


图1-1 几种常见热喷涂工艺的比较
Fig. 1-1 Comparison of several thermal spraying processes
等离子喷涂是一种以电弧等离子为热源来加热喷涂材料的多功能精密热喷涂技术。按照实际工艺的需要,等离子喷涂经常使用的工作气体一般为N2或Ar,通常还需加入5%~10%的H2作为辅助气体,利用被电弧离解的高温、高速和高焓的等离子体熔融喷涂材料以获得高质量的涂层。等离子喷涂因喷涂材料局限性小、喷涂工艺灵活而所制备的涂层又具备结合力强、孔隙率低等优点,近年来得到了飞快的发展和广泛的应用。
从上世纪50年代发展至今,等离子喷涂涂层从最早仅仅应用于航空航天领域,逐渐扩展到了汽车制造、军事国防、船舶、医疗等领域,且彰显出日益增长的优越性和重要性。总结国内外对等离子喷涂技术的研究,其喷涂设备渐渐实现了轴向送粉、多功能集成、实时控制等高速、高能的自动化、机械化发展的目标,喷涂材料逐步向标准化、系列化、商品化方向发展,涂层的表征方法由传统的气孔率、残余应力、结合强度等发展到了涂层形成过程各影响参数的在线跟踪,而纳米涂层、功能梯度涂层、生物功能涂层等方向的发展日益完善了涂层的综合性能。
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