等离子体喷涂是材料表面强化和改性的一种方法吗(等离子体喷涂的原理)

导语：等离子体喷涂是材料表面强化和改性的一种方法

界定：等离子喷涂是一种材料表面强化和表面改性技术，能使其表面具有耐磨、耐腐蚀、耐高温氧化、电绝缘、隔热、防辐射、减磨、密封等性能。理论基础：等离子喷涂技术是一种利用直流非转移等离子电弧作为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热至熔融或半熔化状态，并高速喷向经过预热处理的工件表面，形成一层附着力牢固的表面层。

等离子体喷涂的特点是：可喷涂材料很多。喷涂过程中烟流温度高，热集中，弧柱中心温度可提高到15000-33000C，并能熔化所有高熔点和高硬度的材料。

一、等离子体喷涂与其他表面改性技术的区别

1、不同于火焰喷涂。

随着火焰喷涂技术的发展，等离子喷涂技术是近年来发展起来的一种高精度喷涂方法。

①超温特性，有利于高熔点材料喷涂。②喷粉速度快，涂层致密，粘结良好。③采用惰性气体作工作气体，喷涂材料不易氧化。等离子的高温足以瞬间熔化，并且先前已知的任何物质，因此，等离子喷涂的材料更加丰富，特点是喷涂高熔点陶瓷材料，等离子喷涂有很大的优势。火焰喷涂仅适用于低熔点的喷涂材料。

2、与气相沉积的区别。

1、基本方法不同(定义)

等离子体喷涂是将粉末颗粒送入高温等离子体，在高温等离子射流中瞬间加热至熔化或半熔化状态，然后分别以单个粒子为单位在基体表面形成层状堆称涂层。气相淀积是一种或几种物质通过电阻压热、离子轰击或电子束辐照等方法气化(或化学分解)，以直接气一固沉积方式(或进行化学反应)在基体表面沉积薄膜的工艺方法。

2、条件不同。

一般情况下，等离子喷涂可在真空环境中直接进行大气环境气相沉积，涂层的组织结构和厚度不同；涂层组织呈层状堆积，涂层中存在大量的颗粒间界面和气孔等缺陷，是致密的数微米厚的薄膜材料。

3、表现有差异。

通过等离子喷涂，可以在一定程度上改善涂层的性能气相沉积，大大提高材料的性能。

二、等离子体喷涂过程

喷漆前的表面处理。

1、清洗基体表面，除油对渗油的基体表面进行清洗、除油，常用碱洗(氢氧化钠或碳酸钠等碱性溶液)；溶液洗涤法(挥发性溶液，如丙酮、乙醇、汽油等)；蒸汽清洗法(使用三氯乙烯蒸气)，而对疏松基体表面(如铸铁件)的清洗、除油比较困难。

2、对基体表面氧化膜的处理，采用机械处理的方法，如切削、人工除锈等，也可以用硫酸或盐酸进行酸洗。

3、基体表面粗化。

涂层表面粗糙处理是提高涂层与基体表面机械结合强度的重要因素。常见的方法有喷砂法、机械加工法、化学腐蚀法等。常见砂粒材料有冷硬铁砂、氧化铝、碳化硅等等。

4、基体表面的预热处理。

喷涂过程中，涂层与基体之间的温度差过大，会产生涂层收缩应力，导致涂层开裂和剥落。所以预热温度的合理选择和控制十分重要，预热温度通常在200-300°C之间。

5、无喷漆表面保护。

喷涂前必须对底面进行保护，根据不喷面的形状和特性，可设计出一些简单的保护罩材料，即薄铜皮或铁皮。在基体表面的键槽和小孔。其他部分，可用石棉绳进行堵塞。

三、选择等离子喷涂工艺参数。

②喷粉方式选择。

②气体筛选。

②电气参数的选取。

②喷淋距离的选择。

②喷枪运动速度的选择。

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