下载文档原格式
等离子喷涂摘要介绍了等离子体的概念，同时引出了等离子喷涂技术，综述了等离子喷涂的原理，其国内外的研究与发展及其应用等，最后，对等离子喷涂领域中几个重要的发展趋势进行了展望。
关键词：等离子喷涂；等离子体；耐磨涂层1 等离子体概述等离子体是指一种电离的气态物质，被称为除了固、液、气三种物质形态以外的第四物质形态，它由具有一定能量密度分布的电子、离子和中性粒子混合而成，其外部电荷为零。
等离子体又可分为热等离子体和冷等离子体，热等离子体内部温度可达上万度，而冷等离子体又称为常温等离子体，其温度最低可接近常温。
等离子态下的物质具有类似于气态的性质，有良好的流动性和扩散性。
等离子体的基本组成粒子是离子和电子，因此它也具有许多区别于气态的性质，如良好的导电性、导热性。
等离子体的能量密度高，仅次于激光，温度范围广，它可应用在多种不同的场合完成多种不同的工作。
2 等离子喷涂概述等离子喷涂是基于等离子体的一种材料表面强化和表面改性的技术，可以使基体表面具有耐磨、耐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨和密封等性能。
其主要特点是1、喷涂过程对基体的热影响小, 零件无变形，不改变基体金属的热处理性质。
2、可供等离子喷涂用的材料非常广泛，可以得到多种性能的喷涂层。
3、工艺稳定，涂层质量高。
4、涂层平整光滑, 可精确控制厚度。
2.1 等离子喷涂的发展史19世纪30年代，英国的M.法拉第以及其后的J.J.汤姆孙、J.S.E.汤森德等人相继研究气体放电现象，等离子体实验研究由此起步。
到了1879 年英国的W克鲁克斯采用“物质第四态”名词描述了气体放电管中的电离气体。
1928 年，美国的I. 朗缪尔引入等离子体这个名词，等离子体物理学才正式问世。
之后科学家又进一步的进行探索与研究。
上世纪五十年代，一些发达国家的军工科研机构开始研究等离子喷涂，由于等离子弧焰温度高、等离于喷涂颗粒飞行速度快，涂层结合强度也较高（40〜80MPa,孔隙率小于5 %,在军工部门得到广泛应用，在之后的几年内，等离子喷涂技术逐渐运用到民用产品。
水稳等离子喷涂是占据重要地位的气稳等离子喷涂的另一种选择。
它的优点突出：功率大、成本低、喷涂速度高。
在热喷涂技术向大产值和大批量迈进的形势下，这项技术开始受到更多的重视和应用。
一、概述早在八十年前，德国西门子公司的技术人员就提出了水稳等离子弧的概念。
尽管人们对这种电弧形式已认识很久，但对其性能及对该电弧工艺的控制却知之甚少。
上世纪50年代，欧洲的科学家对该项技术进行了大量的实验室研究，60年代末，水稳等离子工艺被最终用于切割和热喷涂。
目前，水稳等离子已成功地推向市场，应用于多种工业领域。
气稳等离子喷涂（非转移弧）所能提供的温度通常为8000°C ― 14000°C，每公斤等离子气所产生的焓值大体为1 ~ 100MJ/Kg。
由于弧室壁的热载荷的限制，提供再高的温度或更大的热焓值将非常困难。
水稳等离子弧则靠室壁蒸发而形成的，从而能够提供更高的温度及热焓。
迄今，市场上可提供的水稳等离子喷涂设备，其功率可达120 ~ 200Kw，最大温度可达50000度，每小时可喷涂近100公斤金属，30-60公斤陶瓷粉。
二、工作原理水稳等离子弧产生的基本原理如图1所示。
首先，水呈切线方向注入弧室从而产生水漩涡，起弧便发生在水漩涡的中心。
水漩涡内径的部分流入了出水孔。
传导弧心所散发的能量通过辐射、热传导和紊流导入水涡流的内侧。
于是，水的蒸发、热气的受热与电离便产生等离子弧。
水蒸发的速度与到达水表面的功率大小有关。
其它所转移的能量被弧束与水表面之间的蒸气所吸收，并产生热量进而使蒸气电离。
当然，一部分热能也随水而流走。
三、水稳等离子（LP）的特点当前工业上所采用的典型的水稳等离子(LP)喷涂设备是捷克布拉格等离子物理研究所指导开发的PAL160型。
该系统是由特殊形状的腔室、旋转冷却的阳极和自耗石墨阴极构成。
系统的核心是阴阳两极之间的起弧过程，起弧是靠切线方向输入的水流中央的金属丝打火所引发。
该过程依靠外层水流来冷却腔壁，而不必象气稳等离子弧那样，需要两套独立的工艺–稳弧与冷却。
等离子喷涂陶瓷等离子喷涂陶瓷是一种高新技术的表面处理方法，通过等离子喷涂技术将陶瓷材料喷涂在基材表面，形成一层坚硬、耐磨的陶瓷涂层。
这种涂层具有较高的硬度、耐磨性、耐腐蚀性和耐高温性能，可广泛应用于航空航天、汽车制造、化工等领域。
等离子喷涂陶瓷的制备过程主要包括材料准备、喷涂设备和工艺参数的选择以及后续处理等步骤。
首先，需要选择合适的陶瓷材料作为喷涂粉末。
目前常用的陶瓷材料有氧化铝、氮化硅、氧化锆等。
这些材料具有高熔点、高硬度和良好的耐腐蚀性能，适合用于制备耐磨涂层。
在喷涂设备方面，等离子喷涂机是关键设备。
等离子喷涂机采用等离子火花放电的原理，通过高温等离子体的作用将陶瓷粉末喷涂到基材表面。
这种技术具有喷涂速度快、陶瓷涂层密实均匀的优点，可以实现对复杂形状表面的喷涂。
在工艺参数选择方面，喷涂速度、喷涂距离、喷涂角度等参数的选择对于陶瓷涂层的质量具有重要影响。
合理选择这些参数可以保证陶瓷涂层的致密性和附着力，提高涂层的耐磨性和耐腐蚀性。
除了制备过程，等离子喷涂陶瓷后续的处理也非常重要。
通常会采用烧结和热处理等手段，进一步提高陶瓷涂层的性能和稳定性。
烧结是指将喷涂的陶瓷粉末在高温下熔结成致密的陶瓷涂层，提高涂层的硬度和耐磨性。
热处理则是指对陶瓷涂层进行退火、回火等热处理过程，消除残余应力，提高涂层的稳定性和耐腐蚀性。
等离子喷涂陶瓷涂层具有广泛的应用前景。
在航空航天领域，等离子喷涂陶瓷涂层可以用于制备航空发动机涡轮叶片、涡轮喷气嘴等高温部件，提高其耐磨性和耐高温性能。
在汽车制造领域，等离子喷涂陶瓷涂层可以用于制备发动机缸体、气门、活塞等零部件，提高其耐磨性和耐腐蚀性。
在化工领域，等离子喷涂陶瓷涂层可以用于制备化工设备的内衬，提高设备的耐腐蚀性和使用寿命。
等离子喷涂陶瓷涂层是一种具有广阔应用前景的表面处理技术。
通过合理选择材料、优化喷涂设备和工艺参数，以及后续的烧结和热处理等处理措施，可以制备出性能卓越的陶瓷涂层。
等离子喷涂WC-CrC-Ni涂层与WC-12Co涂层的性能研究宋长虹;高峰;白智辉【摘要】本文对比研究了WC-CrC-Ni涂层和WC-12Co涂层在室温下表面硬度、横截面硬度和结合强度;对比了两种涂层在700℃下的抗氧化性能和热震性能.利用扫描电镜观察了粉末形貌和涂层热震前后的形貌.结果表明WC-CrC-Ni涂层的常、高温性能均优于WC-12Co涂层.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2017(009)003【总页数】5页(P26-30)【关键词】WC-CrC-Ni;WC-12Co;等离子喷涂;抗氧化;热震【作者】宋长虹;高峰;白智辉【作者单位】沈阳黎明航空发动机有限责任公司,沈阳 110043;北京矿冶研究总院,北京 100160;北京矿冶研究总院,北京 100160【正文语种】中文【中图分类】TG174.4热喷涂碳化钨金属陶瓷涂层硬度高、耐磨性好，可显著提高工件的使用寿命，广泛应用于航空、冶金、石化等诸多工业领域。
碳化钨金属陶瓷由碳化钨硬质相和合金粘接相两部分组成。
最早获得应用的是WC-Co涂层材料，后在合金体系添加Cr形成的WC-CoCr可以提高涂层在常温下的耐盐雾腐蚀性能[1]，在硬质相体系添加碳化铬形成的WC-CrC-Ni喷涂材料，提高了碳化钨金属陶瓷涂层的耐氧化性能和中、高温性能[2]。
国内对WC-Co和WC-CoCr喷涂材料的研究很多[3-4]，但对WC-CrC-Ni的研究相对较少[5]。
本文采用等离子喷涂工艺制备了WC-12Co 和WC-CrC-Ni涂层，对比了两种涂层的相关性能，为中、高温耐磨涂层选材提供依据。
1 试验1.1 喷涂粉末喷涂粉末材料选用北京矿冶研究总院生产的WC-12Co（牌号KF 60P），粒度规格为10～53μm，WC-CrC-Ni（牌号 KF 66），粒度规格为10～53μm。
粉末形貌如图1所示，均为球形。
图1 WC-12Co和WC-CrC-Ni粉末形貌Fig.1 SEM micrograph of WC-12Co powder and WC-CrC-Ni powder两种粉末的化学成分及物理性能如表1所示。
超音速等离子喷涂参数对Al2O3-3%TiO2涂层形貌结构的影响毛杰;邓畅光;欧献;宋进兵;邝子奇;曾威【摘要】通过超音速等离子喷涂设备制备了Al2O3-3％TiO2(AT3)涂层，采用单变量法研究喷涂电流、喷涂距离等工艺参数对涂层沉积率、表面形貌、微观组织的影响。
结论表明一定范围内增加电流和喷距会提高AT3涂层的沉积率；随着喷涂距离的增加，涂层的孔隙率稍有增加；随着喷涂电流的增加，涂层相成分更均匀。
喷涂前后粉末和涂层表面的物相存在一定的差异：主要表现为衍射峰宽化，出现了少量(Al2O3)1.333等新相。
%Al2O3-3%TiO2 (AT3) coatings were prepared by the supersonic plasma spraying equipment. Single variable method was used to study the influence of spraying current, spray distance on deposition rate, surface morphology,microstructure of the coatings. The results indicate that increasing spraying current or spray distance to a certain range will increase the deposition rate. With the increase of spray distance, coating porosity increases slightly and with the increase of spraying current, phase composition of the coating is more uniform. There is a clear difference between the original powder and as-sprayed coating that diffraction peak enlarged the width and appeared a few new phase as (Al2O3) 1.333,etc.【期刊名称】《热喷涂技术》【年(卷),期】2015(000)002【总页数】6页(P16-21)【关键词】超音速等离子喷涂;Al2O3-3%TiO2涂层;涂层形貌;显微结构【作者】毛杰;邓畅光;欧献;宋进兵;邝子奇;曾威【作者单位】广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651;广州有色金属研究院，广州510651【正文语种】中文【中图分类】TG174.4等离子喷涂工艺作为一种成熟的表面工程技术，在传统的耐热、耐磨、抗氧化/腐蚀方面已经具有相当广泛的工业应用，地位越来越重要，同时随着等离子喷涂技术的发展，在超高温、生物和复合材料等高科技领域的研究和应用也在不断扩展[1-2]。
《等离子喷涂TiB2-Cu复合涂层的制备及改性研究》篇一一、引言随着科技的发展和工业需求的提升，涂层技术在各个领域的应用日益广泛。
其中，TiB2-Cu复合涂层因其良好的物理和化学性能，被广泛应用于航空、机械、化工等领域。
本文将探讨等离子喷涂技术制备TiB2-Cu复合涂层的工艺过程、性能分析以及改性研究，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、TiB2-Cu复合涂层的制备1. 材料选择与准备在制备TiB2-Cu复合涂层时，我们选用高纯度的TiB2粉末和纯铜粉末作为主要原料。
此外，还需选用适当的喷涂粉末载体，如氧化铝球等。
2. 喷涂设备与工艺本实验采用等离子喷涂设备进行涂层制备。
首先，将TiB2粉末和Cu粉末按照一定比例混合，并充分搅拌均匀。
然后，将混合粉末装入喷枪中，通过等离子喷涂设备将混合粉末喷涂在基材表面，形成TiB2-Cu复合涂层。
3. 制备工艺参数在制备过程中，需要控制喷涂功率、喷涂距离、喷涂速度等工艺参数，以保证涂层的均匀性和致密性。
此外，还需对基材进行预处理，如清洗、打磨等，以提高基材与涂层之间的结合力。
三、TiB2-Cu复合涂层的性能分析1. 微观结构分析通过扫描电子显微镜（SEM）和能谱分析（EDS）等手段，对TiB2-Cu复合涂层的微观结构进行分析。
结果表明，涂层具有致密的微观结构，TiB2和Cu在涂层中分布均匀。
2. 硬度与耐磨性分析通过对涂层进行硬度测试和磨损试验，发现TiB2-Cu复合涂层具有较高的硬度和良好的耐磨性。
其中，TiB2的硬质相和Cu 的韧性相共同作用，使得涂层具有良好的综合性能。
3. 耐腐蚀性分析通过盐雾试验和电化学腐蚀试验等方法，对TiB2-Cu复合涂层的耐腐蚀性能进行分析。
结果表明，涂层具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣环境下长期使用。
四、TiB2-Cu复合涂层的改性研究为了进一步提高TiB2-Cu复合涂层的性能，我们进行了改性研究。
改性方法主要包括添加稀土元素、表面处理等手段。
热喷涂陶瓷涂层的制备与性能研究热喷涂技术作为一种重要的表面处理方法，被广泛应用于工业领域。
其中，热喷涂陶瓷涂层的制备与性能研究备受关注。
本文将讨论热喷涂陶瓷涂层的制备过程以及其性能。
首先，让我们了解热喷涂陶瓷涂层的制备过程。
热喷涂陶瓷涂层的制备通常分为两个步骤：粉末制备和喷涂工艺。
粉末制备是热喷涂陶瓷涂层制备的关键环节之一。
常见的方法包括化学法、物理法和机械法。
化学法利用溶胶-凝胶法制备粉末，物理法则通过高温蒸发和凝固产生陶瓷粉末，机械法则利用机械力对陶瓷块进行粉碎。
选择合适的粉末制备方法对于获得高质量的陶瓷涂层至关重要。
接下来是喷涂工艺，主要包括火焰喷涂、等离子喷涂和电弧喷涂等。
火焰喷涂是最常见的方法之一，通过将陶瓷粉末喷射到基材表面，再通过火焰加热使其熔融并形成涂层。
等离子喷涂则是通过等离子火焰加热使陶瓷粉末熔融形成涂层。
电弧喷涂则是通过高频电弧加热使陶瓷粉末熔化，并通过离子的加速形成涂层。
这些不同的喷涂工艺各有优点和适用范围，根据具体应用需求选择合适的方法。
热喷涂陶瓷涂层的性能受到制备工艺、陶瓷材料及其微观结构等因素的影响。
首先，制备工艺对涂层的致密性和粘结强度有着重要影响。
喷涂温度、喷涂速度以及喷涂距离等因素都会对涂层质量造成影响。
陶瓷材料的选择也对涂层的性能起关键作用。
常见的陶瓷材料包括氧化铝、氧化锆和碳化硅等。
这些陶瓷材料具有高熔点、抗腐蚀性好等特点，能够提供良好的涂层性能。
此外，涂层的微观结构也会对性能产生影响。
颗粒尺寸、晶粒尺寸以及涂层中的孔隙率等都会影响涂层的力学性能和热性能。
热喷涂陶瓷涂层具有许多优点，如优异的耐磨性、耐腐蚀性以及良好的绝缘性能。
因此，在航空航天、能源和汽车等领域有着广泛应用。
例如，热喷涂陶瓷涂层可以用于涡轮叶片表面的保护来提高其耐高温性能。
对于燃烧室等具有高温和高压环境的部件，也可以利用热喷涂陶瓷涂层来提供保护。
此外，在能源领域，利用热喷涂陶瓷涂层可以提高燃料电池的性能和寿命。
