等离子喷涂原理与应用详解 共40页42页PPT
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等离子喷涂工作原理
等离子喷涂工作原理
等离子喷涂是一种表面处理技术，它利用高温等离子体产生的高能粒子对待处理物体的表面进行喷涂，从而改变其性质和外观。
其工作原理如下：
1. 等离子体产生：通常使用高频电源将工作气体（如氧气、氮气等）引入到封闭的喷涂系统中，产生一定的气流。
然后通过加高电压或加热等方式，使气体中的分子形成高温等离子体。
2. 高能粒子形成：高温等离子体中的分子会被高能粒子撞击、电离和激发，从而形成高速的带电粒子流。
3. 粒子流喷涂：高速的带电粒子流通过喷嘴，被推向待处理物体的表面。
因为粒子带有正电，所以它们在电场的作用下会受到加速，从而具有很高的动能。
4. 喷涂过程：高速的带电粒子流撞击到待处理物体的表面时，会产生热能和冲击力。
热能可以使物体表面的温度升高，冲击力可以改变物体表面的形貌和结构。
5. 涂层形成：由于高温等离子体产生的高能粒子和物体表面的相互作用，物体表面的一层新的材料会被沉积或熔融，并形成一层均匀、致密、附着力强的涂层。
总结：等离子喷涂工作原理主要包括等离子体产生、高能粒子形成、粒子流喷涂、喷涂过程和涂层形成等环节。
通过这些过程，可以实现对待处理物体表面的清洁、改性和涂层形成，以达到表面处理的目的。
等离子喷涂
11
(四) 大气等离子喷涂设备组成
2
3 1 4 5
6 7
8
9
10
图等离子喷涂设备组成示意图 1-冷却水;2-电源;3-控制设备;4-粉末输送设备;5-喷枪;6-等离子焰流;7-工件 ;8-工作气体;9-粉末输送气体;10-电、工作气体、冷却水输入
辅助设备包括喷涂柜，通风除尘装置，带动喷枪及工件运动的机 械装置等。喷涂设备应置于有隔音效果的喷涂室内。喷涂室内还 应有供给压缩空气的管道，在喷涂操作时作冷却气体及向防护头 盔供给新鲜空气。
14
(四) 大气等离子喷涂
（1）基体表面的清洁 1）基体表面油污、氧化膜的清除 基体表面的油污等可以采用氢氧化钠、碳酸钠、丙酮、乙 醇、汽油、三氯化乙烯和过氯乙烷乙烯等溶液，将基体表面的油 污溶解，再加以清除，也可以采用三氯乙烯蒸汽进行清洗，但三 氯乙烯对人体有害。 对于疏松基体的油污去除，需要将其加热到250℃左右， 尽量使渗透到疏松孔中的油污渗出表面，然后再将其清除。 2）基体表面氧化膜的处理 可以采用机械加工的方法，也可以硫酸或盐酸进行酸洗。 （2）基体表面的粗化处理 对基体进行粗化处理，可以提高涂层与基体的结合面积， 提高涂层与基体结合强度，因而粗化处理的效果好坏直接影响到 基层与涂层的结合强度。
自由 电弧
压缩 电弧
电弧燃烧不受任何约束，温度一般在5000~6000K 电弧燃烧由于冷却喷嘴的拘束作用而存在机械压 缩效应、热压缩效应、自磁压缩效应。电弧温度可达 4 3×104K
(一) 等离子弧组成
等离子弧可划分为阴极和阴极区、弧柱区、阳极 和阳极区三个部分，如图所示。 （1）阴极和阴极区 等离子放电的绝大多数电子是由阴极发出的。阴 极表面放电部分的总和称为阴极斑点。其电流密度 高达103~106A/cm2。阴极区是指靠近阴极电场强度 很强的区域，其距阴极约为10-4cm。电位梯度大。
(四) 大气等离子喷涂设备组成
2
3 1 4 5
6 7
8
9
10
图等离子喷涂设备组成示意图 1-冷却水;2-电源;3-控制设备;4-粉末输送设备;5-喷枪;6-等离子焰流;7-工件 ;8-工作气体;9-粉末输送气体;10-电、工作气体、冷却水输入
辅助设备包括喷涂柜，通风除尘装置，带动喷枪及工件运动的机 械装置等。喷涂设备应置于有隔音效果的喷涂室内。喷涂室内还 应有供给压缩空气的管道，在喷涂操作时作冷却气体及向防护头 盔供给新鲜空气。
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(四) 大气等离子喷涂
（1）基体表面的清洁 1）基体表面油污、氧化膜的清除 基体表面的油污等可以采用氢氧化钠、碳酸钠、丙酮、乙 醇、汽油、三氯化乙烯和过氯乙烷乙烯等溶液，将基体表面的油 污溶解，再加以清除，也可以采用三氯乙烯蒸汽进行清洗，但三 氯乙烯对人体有害。 对于疏松基体的油污去除，需要将其加热到250℃左右， 尽量使渗透到疏松孔中的油污渗出表面，然后再将其清除。 2）基体表面氧化膜的处理 可以采用机械加工的方法，也可以硫酸或盐酸进行酸洗。 （2）基体表面的粗化处理 对基体进行粗化处理，可以提高涂层与基体的结合面积， 提高涂层与基体结合强度，因而粗化处理的效果好坏直接影响到 基层与涂层的结合强度。
自由 电弧
压缩 电弧
电弧燃烧不受任何约束，温度一般在5000~6000K 电弧燃烧由于冷却喷嘴的拘束作用而存在机械压 缩效应、热压缩效应、自磁压缩效应。电弧温度可达 4 3×104K
(一) 等离子弧组成
等离子弧可划分为阴极和阴极区、弧柱区、阳极 和阳极区三个部分，如图所示。 （1）阴极和阴极区 等离子放电的绝大多数电子是由阴极发出的。阴 极表面放电部分的总和称为阴极斑点。其电流密度 高达103~106A/cm2。阴极区是指靠近阴极电场强度 很强的区域，其距阴极约为10-4cm。电位梯度大。
等离子热喷涂
处理及焊接或切割较薄的金属或非金属。等离子喷涂 采用的就是此类非转移弧。
（2）等离子热喷涂
等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为 热源, 将欲喷涂粉末材料加热到熔融或半熔 融状态，在经过高速焰流将其雾化加速喷射 到经预处理的工件表面，形成喷涂涂层的一 种热喷涂表面加工方法。
(3)、等离子喷涂的主要特点
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)涂层的种类多。等离子焰流的温度高，可以将各种喷
涂材料加热熔融状态，因而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。等离子喷涂层与基体金属的 法向结合强度通常为40～70MPa。涂层孔隙率3~5%。 4) 涂层平整光滑,可精确控制厚度。
2）等离子喷涂：由于等离子喷涂的涂层结 合力通常在40～70MPa之间，很难解决磨 蚀问题，但这一结合力可以很好的解决气蚀 问题，可以对水轮机叶片受沙石冲击面采用 煤油超音速喷涂，以解决磨蚀问题，对于叶 片的背面（以气蚀为主的面）采用等离子超 音速喷涂以解决气蚀问题。这样可以很好的 解决各自的主要问题，并且可以降低成本， 这是由于等离子喷涂的成本只是煤油超音速 喷涂成本的1/3。
(1)对等离子喷涂的陶瓷涂层进行封孔理。 (2)等离子射流中温度场和速度场分布的实 验数据和理论分析的比较还有一定困难。 (3)涂层间的结合、涂层与基体的结合、气 孔率及未融粒子的控制等。
谢 谢！
(4)、等离子喷涂设备：
1)等离子喷枪；
2)电源及控制柜； 3)送粉器 4)热交换器
（5）、等离子喷涂技术的应用
1、耐磨涂层(水轮机中的气蚀问题)
2、耐腐蚀涂层 3、热障涂层 4、生物医学功能陶瓷涂层
（2）等离子热喷涂
等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为 热源, 将欲喷涂粉末材料加热到熔融或半熔 融状态，在经过高速焰流将其雾化加速喷射 到经预处理的工件表面，形成喷涂涂层的一 种热喷涂表面加工方法。
(3)、等离子喷涂的主要特点
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)涂层的种类多。等离子焰流的温度高，可以将各种喷
涂材料加热熔融状态，因而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。等离子喷涂层与基体金属的 法向结合强度通常为40～70MPa。涂层孔隙率3~5%。 4) 涂层平整光滑,可精确控制厚度。
2）等离子喷涂：由于等离子喷涂的涂层结 合力通常在40～70MPa之间，很难解决磨 蚀问题，但这一结合力可以很好的解决气蚀 问题，可以对水轮机叶片受沙石冲击面采用 煤油超音速喷涂，以解决磨蚀问题，对于叶 片的背面（以气蚀为主的面）采用等离子超 音速喷涂以解决气蚀问题。这样可以很好的 解决各自的主要问题，并且可以降低成本， 这是由于等离子喷涂的成本只是煤油超音速 喷涂成本的1/3。
(1)对等离子喷涂的陶瓷涂层进行封孔理。 (2)等离子射流中温度场和速度场分布的实 验数据和理论分析的比较还有一定困难。 (3)涂层间的结合、涂层与基体的结合、气 孔率及未融粒子的控制等。
谢 谢！
(4)、等离子喷涂设备：
1)等离子喷枪；
2)电源及控制柜； 3)送粉器 4)热交换器
（5）、等离子喷涂技术的应用
1、耐磨涂层(水轮机中的气蚀问题)
2、耐腐蚀涂层 3、热障涂层 4、生物医学功能陶瓷涂层
等离子喷涂与表面工程课件
等离子喷涂与表面工程
（
）
目录
01
等 离 子 体 概 论
02
等 离 子 喷 涂 技 术
03
等 离 子 喷 涂 的 应 用
04
参 考 文 献
等离子体概论
3
1.1定“义
等离子体（Plasma ）又叫做电浆，是由部分
” 电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的
正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于
德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要
受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。它
广泛存在于宇四态。
5 1.2 等离子体中的组分
? 电子基态原子（分子）和激发态原子。 ? 自由电子：从原子（分子）中释放出来的，其能量
大小由自由电子的移动速度或与此速度相当的温度 （单位：eV）来表征。 ? 带电离子：包括正电荷离子和负电荷离子两种。 ? 光子：是由等离子体中粒子间的相互作用产生。
15
温度可控制低于 250℃，因此也可在塑料、油漆、玻璃、石棉布等非
金属材料上喷涂。
等离子喷涂主要用于制备涂层质量要求高的耐蚀涂层，在机械制造、 石油化工、航天航空、交通运输、能源及电子工业中得到应用。等离子喷 涂是热喷涂技术最重要的一项工艺技术和方法。
2.2 等离子弧喷涂设备
16
空载电压≥ 70V，具有下降或垂降外特征的直流电源均可作为等离 子弧喷涂电源。喷涂时采用正极非转移型等离子弧。
等离子喷涂技术
11
Plasma Spraying Technology
等离子喷涂（APS）
＊等离子喷涂是以电弧放电产生等离子体作为高温热源，以喷
涂粉末材料为主，将喷涂粉末加热至熔化或熔融状态，在等 12 离子射流加速下获得很高速度，喷射到基材表面形成涂层。
（
）
目录
01
等 离 子 体 概 论
02
等 离 子 喷 涂 技 术
03
等 离 子 喷 涂 的 应 用
04
参 考 文 献
等离子体概论
3
1.1定“义
等离子体（Plasma ）又叫做电浆，是由部分
” 电子被剥夺后的原子及原子团被电离后产生的
正负离子组成的离子化气体状物质，尺度大于
德拜长度的宏观电中性电离气体，其运动主要
受电磁力支配，并表现出显著的集体行为。它
广泛存在于宇四态。
5 1.2 等离子体中的组分
? 电子基态原子（分子）和激发态原子。 ? 自由电子：从原子（分子）中释放出来的，其能量
大小由自由电子的移动速度或与此速度相当的温度 （单位：eV）来表征。 ? 带电离子：包括正电荷离子和负电荷离子两种。 ? 光子：是由等离子体中粒子间的相互作用产生。
15
温度可控制低于 250℃，因此也可在塑料、油漆、玻璃、石棉布等非
金属材料上喷涂。
等离子喷涂主要用于制备涂层质量要求高的耐蚀涂层，在机械制造、 石油化工、航天航空、交通运输、能源及电子工业中得到应用。等离子喷 涂是热喷涂技术最重要的一项工艺技术和方法。
2.2 等离子弧喷涂设备
16
空载电压≥ 70V，具有下降或垂降外特征的直流电源均可作为等离 子弧喷涂电源。喷涂时采用正极非转移型等离子弧。
等离子喷涂技术
11
Plasma Spraying Technology
等离子喷涂（APS）
＊等离子喷涂是以电弧放电产生等离子体作为高温热源，以喷
涂粉末材料为主，将喷涂粉末加热至熔化或熔融状态，在等 12 离子射流加速下获得很高速度，喷射到基材表面形成涂层。
等离子喷涂原理与应用详解 共40页
1942年瑞典的H.阿尔文指出，当理想导电流体处在磁场中，会产生沿磁力线传播的横波(即 阿尔文波)。印度的S.钱德拉塞卡在1942年提出用试探粒子模型来研究弛豫过程。
1946年朗道证明当朗缪尔波传播时，共振电子会吸收波的能量造成波衰减，这称为朗道阻 尼。朗道的这个理论，开创了等离子体中波和粒子相互作用和微观不稳定性这些新的研究 领域。
等离子喷涂的发发展史
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，这实际上是等离子体实验研究的起步时期。
1879年英国的W.克鲁克斯采用“物质第四态”这个名词来描述气体放电管中的电离气体。
美国的I.朗缪尔在1928年首先引入等离子体这个名词，等离子体物理学才正式问世。
2）条件不同 等离子喷涂可以直接在大气环境下 气相沉积必须在高真空下进行
等离子喷涂与其它表面改性技术的区别
3）涂层组织结构与厚度不同 等离子喷涂涂层的组织为层状堆积，涂层存在大量粒子间界面和气孔等
缺陷。 气相沉积涂层是致密的几微米厚的薄膜材料
4）性能上的不同 等离子喷涂在某种程度上提高了涂层的性能， 气相沉积大大提高了材料的性能
等离子喷涂时，喷涂后基体组织不发生变化，工件几乎不产生变形。 4）效率高
等离子喷涂时，生产效率高，采用高能等离子喷涂时，粉末的沉积速率 达8Kg/h。
等离子喷涂与其它表面改性技术的区别
1. 与火焰喷涂的区别 等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种精密喷涂方法。
它具有：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高， 涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料 不易氧化。
从20世纪30年代起，磁流体力学及等离子体动力论逐步形成。等离子体的速度分布函 数服从福克－普朗克方程。
1946年朗道证明当朗缪尔波传播时，共振电子会吸收波的能量造成波衰减，这称为朗道阻 尼。朗道的这个理论，开创了等离子体中波和粒子相互作用和微观不稳定性这些新的研究 领域。
等离子喷涂的发发展史
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，这实际上是等离子体实验研究的起步时期。
1879年英国的W.克鲁克斯采用“物质第四态”这个名词来描述气体放电管中的电离气体。
美国的I.朗缪尔在1928年首先引入等离子体这个名词，等离子体物理学才正式问世。
2）条件不同 等离子喷涂可以直接在大气环境下 气相沉积必须在高真空下进行
等离子喷涂与其它表面改性技术的区别
3）涂层组织结构与厚度不同 等离子喷涂涂层的组织为层状堆积，涂层存在大量粒子间界面和气孔等
缺陷。 气相沉积涂层是致密的几微米厚的薄膜材料
4）性能上的不同 等离子喷涂在某种程度上提高了涂层的性能， 气相沉积大大提高了材料的性能
等离子喷涂时，喷涂后基体组织不发生变化，工件几乎不产生变形。 4）效率高
等离子喷涂时，生产效率高，采用高能等离子喷涂时，粉末的沉积速率 达8Kg/h。
等离子喷涂与其它表面改性技术的区别
1. 与火焰喷涂的区别 等粒子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种精密喷涂方法。
它具有：①超高温特性，便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高， 涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体，所以喷涂材料 不易氧化。
从20世纪30年代起，磁流体力学及等离子体动力论逐步形成。等离子体的速度分布函 数服从福克－普朗克方程。
等离子喷涂
等粒子喷涂采用的就是这类等离子弧。
②转移弧：电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源，工件接正极，电弧飞越 喷枪的阴极和阳极（工件）之间，工作气体围绕着电弧送入，然后从喷嘴喷出。
等离子切割，等离子弧焊接，等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。
③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末，转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴，工件均 接在正极。
喷涂原理
等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧相比较，其弧柱细，电流密度大，气体 电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等特点。
按接电方法不同，等离子弧有三种形式：
①非转移弧：指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上，工件不带电，在阴极和喷 嘴的内壁之间产生电弧，工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热，造成全部或部分电离，然后由喷嘴喷出 形成等离子火焰(或叫等离子射流)。
特点
等离子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有：①超高温特性， 便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体， 所以喷涂材料不易氧化。
等离子的形成
（以N2为例）： 0°k时，N2分子的两个原子呈哑铃形，仅在x,y,z方向上平动； 大于10°k时，开始旋转运动； 大于10000°k时，原子间产生振动，分子与分子间碰撞，则分子会发生离解变为单原子： N2+Ud——>N+N其中 Ud为离解能 温度再升高，原子会发生电离: N+Ui——>N++e其中 Ui为电离能 气体电离后，在空间不仅有原子，还有正离子和自由电子，这种状态就叫等离子体。 等离子体可分为三大类： ①高温高压等离子体，电离度100%，温度可达几亿度，用于核聚变的研究； ②低温低压等离子体，电离度不足1%，温度仅为50～250度； ③高温低压等离子体，约有1%以上的气体被电离，具有几万度的温度。
②转移弧：电弧离开喷枪转移到被加工零件上的等离子弧。这种情况喷嘴不接电源，工件接正极，电弧飞越 喷枪的阴极和阳极（工件）之间，工作气体围绕着电弧送入，然后从喷嘴喷出。
等离子切割，等离子弧焊接，等离子弧冶炼使用的是这类等离子弧。
③联合弧:非转移弧引燃转移弧并加热金属粉末，转移弧加热工件使其表面产生熔池。这种情况喷嘴，工件均 接在正极。
喷涂原理
等粒子喷涂是利用等离子弧进行的，离子弧是压缩电弧，与自由电弧相比较，其弧柱细，电流密度大，气体 电离度高，因此具有温度高，能量集中，弧稳定性好等特点。
按接电方法不同，等离子弧有三种形式：
①非转移弧：指在阴极和喷嘴之间所产生的等离子弧。这种情况正极接在喷嘴上，工件不带电，在阴极和喷 嘴的内壁之间产生电弧，工作气体通过阴极和喷嘴之间的电弧而被加热，造成全部或部分电离，然后由喷嘴喷出 形成等离子火焰(或叫等离子射流)。
特点
等离子喷涂技术是继火焰喷涂之后大力发展起来的一种新型多用途的精密喷涂方法，它具有：①超高温特性， 便于进行高熔点材料的喷涂。②喷射粒子的速度高，涂层致密，粘结强度高。③由于使用惰性气体作为工作气体， 所以喷涂材料不易氧化。
等离子的形成
（以N2为例）： 0°k时，N2分子的两个原子呈哑铃形，仅在x,y,z方向上平动； 大于10°k时，开始旋转运动； 大于10000°k时，原子间产生振动，分子与分子间碰撞，则分子会发生离解变为单原子： N2+Ud——>N+N其中 Ud为离解能 温度再升高，原子会发生电离: N+Ui——>N++e其中 Ui为电离能 气体电离后，在空间不仅有原子，还有正离子和自由电子，这种状态就叫等离子体。 等离子体可分为三大类： ①高温高压等离子体，电离度100%，温度可达几亿度，用于核聚变的研究； ②低温低压等离子体，电离度不足1%，温度仅为50～250度； ③高温低压等离子体，约有1%以上的气体被电离，具有几万度的温度。
热喷涂——等离子喷涂
热喷涂——等离子喷涂等离子喷涂属于热喷涂技术，它是将粉末材料送入等离子体（射频放电）中或等离子射流（直流电弧）中，使粉末颗粒在其中加速、熔化或部分熔化后，在冲击力的作用下，在基底上铺展并凝固形成层片，进而通过层片叠层形成涂层的一类加工工艺。
它具有生产效率高，制备的涂层质量好，喷涂的材料范围广，成本低等优点。
因此，近几十年来，其技术进步和生产应用发展很快，己成为热喷涂技术的最重要组成部分。
一、原理等离子喷涂是通过等离子喷枪来实现的，喷枪的喷嘴和电极分别接电源的正负极。
喷嘴和电极之间通入工作气体，借助高频火花引燃电弧。
电弧讲气体加热并使之电离，产生等离子弧，气体热膨胀由喷嘴喷出告诉等离子流。
送粉气管将粉末送入等离子射流中，被加热到熔融状态，并被等离子射流加速，以一定的速度喷射到经预处理基体表面形成涂层。
二、涂层和工艺技术特点1、 涂层结构特性等离子喷涂涂层组织细密，氧化物含量和孔隙率较低，涂层与基体间的结合以及涂层粒子间的结合形式除以机械结合为主外，还可产生微区结合和物理结合，涂层结合强度较高。
2、 工艺技术特点喷涂材料应用广泛，从低熔点的铝合金到高熔点的氧化锆都可以喷涂。
；涂层结合强度高，孔隙率低、氧化物夹杂少；设备控制精度高，可以制备精细涂层。
三、主要工艺参数1、 等离子气体的选用。
国内一般选用担当起或氩气作为等离子喷涂的主气，用氢气作为辅助气体。
喷涂高熔点材料如2ZrO 、23Al O 、W 等，主气应选氮气并混加少量氢气。
2、送分量送分量的大小是影响涂层组织结构和沉积效率的重要参数，若送粉量过大，不仅降低粉末沉积效率，还会增加涂层中孔洞和未熔融粒子的数量，导致涂层质量下降。
若送分量过小，除增大喷涂成本外，还可能造成零件过热，涂层开裂等不良后果。
四、等离子喷涂技术的应用等离子喷涂技术在耐磨涂层、耐蚀涂层等传统领域的应用已经较为广泛，从上世纪50 年代至今，其应用领域由航空、航天扩展到了钢铁工业、汽车制造、石油化工、纺织机械、船舶等领域。
实验1等离子喷涂PPT课件
（1）热压缩效应
由于水冷紫铜喷嘴孔道内壁温度很低，流经喷嘴内壁附近的气体受到冷 却，形成薄层冷气膜，其电离度很低，导电性差，迫使等离子弧集中流 过电离度高的中心部位，电弧受到冷却气流的压缩的现象。
（2）自磁压缩效应
电弧电流有一定的流向，弧柱相当于一束电流方向相同的平行导体。由 于平行导体间电磁力的相互作用，使弧柱各部位都受到指向弧柱轴线的 压缩力作用，弧柱直径进一步缩小。这种现象是由于电弧自身的磁场产 生的，故称为自磁压缩效应。
送粉气流推动粉末进入等离子射流后，被迅速加热和加速，形成熔融或 半熔融的粒子束，撞击到经预处理的基材表面，在基体表面流散、变形 、凝固，后来的熔融粒子又在先前凝固的粒子上层层叠压，形成涂层。
2. Application
等离子喷涂是热喷涂的一个重要分支，特点是火焰流温度高，能熔化几 乎所有材料，因而喷涂用材广泛。
可采用等离子喷涂的方法制备各种具有耐磨、耐腐蚀、耐热、耐氧化、 导电、绝缘等优异性能的涂层，操作简便、速度快、效率高。
适用于各种基体，对金属和非金属的表面均可进行喷涂。 喷涂零件的尺寸范围宽，既可作大面积的喷涂，也可对大型构件做局部
喷涂；既可用于产品制造，也可用于旧件修复等。 制备的涂层孔隙率及结合强度均优于常规的火焰喷涂，尤其对制备高熔
（3）机械压缩效应
等离子是通过等离子喷枪的喷嘴喷射出来，水冷紫铜喷嘴孔径的大小限 制了等离子弧弧柱的直径大小。喷嘴孔径越小，孔道越长，对弧柱的压 缩越强，弧柱直径越小，这种对弧柱的压缩现象称为机械压缩效应。
➢等离子弧几种作用形式：
（1）非转移型弧。喷嘴接电源正极，钨极接电源负极， 电弧建立在钨极和喷嘴内表面之间，等离子焰流从喷嘴内 喷出，可用于喷涂、切割等。
2．微电子工业
等离子喷涂技术的应用探讨
等离子喷涂技术的应用探讨近年来，等离子喷涂技术在工业生产领域中得到了广泛应用。
随着科技的不断进步和人们对产品质量的不断追求，等离子喷涂技术的优越性也逐渐被人们所认识。
本文将从等离子喷涂技术的概念、原理、应用及发展前景等方面进行探讨和分析。
一、等离子喷涂技术的概念及原理等离子喷涂技术，是指以等离子体为能量源，将金属、陶瓷、高分子、电子元器件等物质粉体喷涂于基体表面制造复合材料的一种先进表面处理技术。
等离子喷涂是一种高速、高温、高压等特殊条件下进行的表面处理工艺，可以使涂层更加均匀、致密、附着力强，并具有高硬度、高耐磨、耐腐蚀等特性。
其原理是将粉末物质向等离子炬（即火花等离子体）中送去，经过沉积与熔化压成，最终形成涂层。
这种技术主要是利用等离子炬的高温、高能量和高速度的特性，使其能够对喷涂粉末进行熔化和沉积。
通过这种方法，可以获得高品质、高性能、高附着力、高热稳定性和抗腐蚀性能强的涂层。
二、等离子喷涂技术的应用及优势等离子喷涂技术在现代工业领域中已得到了广泛应用。
下面我们来详细探讨一下其在业界中的应用及优势：1.在航空航天、船舶、汽车、机械、建筑和电子等行业中，等离子喷涂技术已成为高性能涂层的重要制备方法，以实现产品表面涂层的均匀性、致密性和附着力的增强，减少干涉和腐蚀等问题。
2.等离子喷涂技术也广泛应用于环保领域，铝合金和镁合金是汽车工业常用材料之一，使用等离子喷涂技术打上涂层后，能够极大地降低汽车雾霾产生量，减少空气污染。
3.在医药领域中使用等离子喷涂技术也越来越受到重视，有些药品需要用到所谓的纳米粉末，并且这些纳米粉末必须在医药中发挥其最佳作用和性能。
等离子喷涂技术能够在纳米粉末的颗粒尺寸控制上达到很高的精度和稳定性。
4.等离子喷涂技术还可以通过升高材料表面温度和充电、中性气体、惰性气体等气溶胶辅助熔化工艺，改善材料本身的表面性质和物理机械性质，增加材料的耐磨性、耐腐蚀性、防腐能力等。
三、等离子喷涂技术的发展前景随着新材料、新技术、新工艺的不断涌现，等离子喷涂技术在各种方向产生广泛应用。
等离子喷涂解析
等离子体喷涂原理示意图
在圆锥形的阴极电极和圆筒形的阳极电极间打出电弧(电 流约几十至几百安培)，由阴极后方导入的气体(通常是 惰性气体氩气，Ar), 立即被电弧的高温激发，变成等离 子体， 从圆筒形的阳极电极的远阴极的洞口喷出， 形 成等离子体火焰的射流(plasma jet)。 圆锥形的阴极通常用难熔金属钨制造，而阳极为铜。因 为电弧的根产生在阳极上，阳极电极需要强制水冷。 在结构上，连接拖带的只有两根电缆和气管水管，所以 可以方便地装在机器手上，完成各种任务。如果作简单 的等离子体喷涂工作，有时工人就直接握在手里进行工 作。
等离子体喷涂 Plasma spray
等离子体分类
极光、日光灯 电弧、碘钨灯
冷等离子体
热等离子体
聚变、太阳核心
低 温 高 温 等离子体 100000C 等离子体 电子温度
1eV
冷等离子体应用
等离子体的化学过程
刻蚀
化学气相沉积（成膜）
等离子体材料处理
表面改性 表面冶金
光源
冷光源（节能）
Plasma Spray
Thermal spray method in which a plasma jet is created by striking an arc between an anode and a cathode with a gas flowing through it. A material (feedstock) is then introduced into the plasma jet where it is highly energized, melted to a molten state and projected onto the substrate of the part being coated. The plasma spray process offers a broad base of materials (powders) including metals, ceramics, polymers and composites.
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等离子喷涂原理与应用详解 共40页
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住， 除了在 脑海中 ，恐惧 无处藏 身。-- 戴尔． 卡耐基 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左