高效能等离子喷涂设备研究及技术应用Word
在喷涂中等离子技术的重要应用
适用于喷涂难熔金属 、 陶瓷 和复合材料涂层 ， 这就为功能梯度材料 的发展提供了更广 阔的空间 。 目前 以 Ｎ ｉ Ｃ ｒ Ａ １ Ｙ作为中间层向金属上 空穴。 ・ ． 涂覆 ｚ ｒ （ ） ２ 涂层成 为大多数等离子喷涂 Ｆ Ｇ Ｍ ｓ 结构研究 的热点 ， 已 １ ． ２ 电弧 的功率 ： 在进行等离子 的加速过程中 ， 如果将电弧的功率 建立起很好 的制备 工艺 。另外 ， 已被研究 的其它体系还包括 ： Ｃ ｕ ／ Ｗ 进行升高 ， 那 么其 温度也会 随之升 高 ， 并且它还能够将更多气体 物 和 Ｃ ｕ ／ Ｂ ４ Ｃ 、与 Ａ １ ０ ３ 一 Ｃ ｒ ２ ０ ３ 结合 的 Ｎ ｉ 基 合金 、具有 Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ａ １ Ｙ或 质转化为等离子体 ， 在超 出它一定 的功率以后将会把其 中所有的气 Ｎ ｉ Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ａ １ Ｙ的 Ｚ ｒ Ｏ ２ 、具有 Ｍｏ 的Ｔ ｉ Ｃ 、具有 Ｙ Ｓ Ｚ涂层的 Ｎ ｉ 一 ２ ０ ％Ｃ ｒ 、 体都转变为等离子体 ， 使得在端 口的温度上升 ， 这样的情况将会产 Ｎ ｉ ／ Ａ Ｉ ￣ Ｏ ３ 、 ＷＣ ／ Ｃ ｏ 等。 Ｋ ． Ａ ． Ｋ ｈ ｏ ｒ 等人对 Ｙ Ｓ Ｚ ／ Ｎ ｉ Ｃ ｏ Ｃ ｒ Ａ １ Ｙ体 系的研究表 生一些不利得到现象 ， 最为突出得到就是在进行等离子体的转换过 明 ， 与传统的双层材料相比， 功能梯度涂层具有更优异的性能 ， 得到 程中由于温度的升高而容易将涂料物质的性质进行改变 ， 从而导致 的 Ｆ Ｇ Ｍ ｓ 的结合强度为 １ ８ ＭＰ ａ ， 双层涂层仅为 ９ ＭＰ ａ ， 而Ｆ Ｇ Ｍｓ 的抗 喷涂 的质量出现 问题 ， 或者是 由于端 口的温度过高 ， 导致材料融化 ， 热循环寿命是双层涂层 的 ６ 倍。 Ｓ ｕ ｄ ａ ｒ ｓ ｈ ａ ｎ Ｒ ａ ｎ ｇ ａ ｒ ａ ｊ 等设计 了 ５种不 在喷涂处形成过度粘结 的状况。 甚至严重的将导致喷嘴 和电极烧蚀 同成分的 Ｙ Ｓ Ｚ梯度涂层 ， 研究了涂层设计对 Ｙ Ｓ Ｚ涂层性能 的影响 ， 的情况 出现。但是一旦 电弧的功率过低 ， 将会导致其 中气体 没有很 结果表明 ， 莫来石（ ｍ ｕ ｌ ｌ ｉ ｔ ｅ ） 成分的添加会降低涂层表 面裂纹生长驱 好 的转变成 为等离子体 ， 而引起温度的不足使喷涂 的效果达不到要 动力。 求 。这些情况在喷涂的过程中影响最为明显 ， 所以对于 电弧功率 的 ２ ． ３ 生物功能涂层 。在等离子喷涂的使用上面 ， 对于生物涂层 的作
等离子喷涂涂层研究进展精选.
等离子喷涂涂层研究进展引言等离子喷涂是热喷涂最常用的技术之一，它是将粉末原料送入高温等离子火焰，呈熔融或半熔融状态喷向基体，以较快的冷却速度凝固在基体上，粒子呈扁饼状互相机械咬合在一起，形成涂层。
由于等离子喷涂具有等离子弧温度高，能量集中，焰流速度快，稳定性好、调节性好，形成涂层结合强度高，孔隙率低且喷涂效率高诸多优点；涂层可以对材料表面进行强化和修复，还可以赋予材料表面特殊的性能等，因此等离子喷涂技术已在航空、航天、冶金、机械制造、煤炭、电力、石油、化工、纺织等行业得到了广泛的应用【1-3】。
长期以来，模拟等离子喷涂过程中的涂层沉积都是一个非常困难的问题。
这是因为涂层的形成过程实际上是不同种类、大小、形状、速度、熔化状态的颗粒高速沉积在基体表面并相互作用的堆叠过程。
熔融颗粒在快速冷凝时可能因应力存在而发生翘曲现象；而液滴高速撞击在基体表面又可能导致飞溅等现象出现，同时，会产生微观缺陷。
受基体温度、喷涂工艺、快速冷却及其它的因素的影响，涂层的性能会发生很大的变化。
而涂层的性能由喷涂时所发生的动力学和热传输过程及凝固过程所决定，因此，研究喷涂过程对于优化工艺参数、如何对喷涂工艺的控制实现智能化，并对喷涂过程实施在线反馈控制做出及时调整是一个有待深入研究的问题。
1 等离子喷涂涂层机理及过程分析等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为电源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。
等离子喷涂的基本原理【4】：喷枪的电极（阴极）和喷嘴（阳极）分别接整流电源的负、正极，向喷枪供给工作气体（氮气、氩气或5%-10%氢气），通过高频火花引燃电弧，气体被加热到很高的温度（其中心温度可达15000K以上）而电离，经孔道高压压缩后呈高速等离子射流喷出，速度可高达1.5Km/s。
喷涂粉末被送粉气流载入呈等离子焰流，很快形成熔融或半熔融状态并高速撞击到经预处理的基材表面产生塑性变形，粘附在零件表面，后来的熔融粒子又在先前凝固的粒子上层叠压，从而获得良好的层状致密涂层。
热喷涂技术与应用(单电极等离子喷枪)
热喷涂技术与应用摘要：本文首先以介绍喷涂设备、涂层种类方面为开端阐述热喷涂技术的发展现状。
其次介绍热喷涂技术的主要工艺方法和常用的功能性涂层，分析热喷涂技术中热障涂层在航空发动机部件上的应用和发展以及分析船舶柴油机排气阀等关键零件的再制造中热喷涂涂层的设计与工艺方法选择，比较了不同热喷涂材料与工艺方法对船舶柴油机关键零件再制造后使用性能的影响。
关键词：喷涂设备热喷涂涂层种类喷涂应用前言：热喷涂技术最早出现在20世纪早期的瑞士, 随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展, 各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用, 使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域[1]。
本文综述了热喷涂技术的研究进展, 主要从热喷涂设备、涂层应用和涂层质量监控进行了阐述, 并对热喷涂技术的发展趋势进行了展望。
热喷涂技术是利用热源将喷涂材料加热至溶化或半溶化状态，并以一定的速度喷射沉积到经过预处理的基体表面形成涂层的方法[2]。
利用不同的热源和喷涂设备，可以制备防腐、耐磨、减磨、抗高温、耐氧化、隔热、绝缘、导电和防微波辐射等一系列多种功能的涂层。
它可以在设备维修中修旧利废，使报废了的零部件“起死回生”；也可以在新产品制造中进行强化和预保护，使其“益寿延年”。
可以大量节约能源、节约材料提高功效、降低成本，特别适合我国国情，符合我国现行的经济政策。
是当前国家提倡的节能减排、低能耗、高效率的一项重要实用技术。
热喷涂技术最早出现在20世纪早期的瑞士, 随后在前苏联、德国、日本、美国等国得到了不断的发展, 各种热喷涂设备的研制、新的热喷涂材料的开发及新技术的应用, 使热喷涂涂层质量不断得到提高并开拓了新的应用领域。
1：热喷涂设备1.1：多电极等离子喷枪Klaus Landes 教授于1993 年发明了三阴极等离子喷枪，目前最新型号为TriplexPro 200。
Triplex 喷枪结构为三阴极和单阳极，将等电弧等分成三束，三束弧的弧根起弧后在阳极上固定不动(见图2)。
等离子喷涂技术在航空工业中的应用研究
等离子喷涂技术在航空工业中的应用研究随着现代航空工业的不断发展，材料科学与技术也得到了大力发展。
因为材料具有机械性能、热性能、耐腐蚀性能、电性能等多方面性能，因此材料在飞机制造过程中扮演了极为重要的角色。
而在材料表面修复和涂层领域中，等离子喷涂技术的应用正成为越来越重要的一种解决方案。
等离子喷涂技术是一种将粉末材料在高能等离子的作用下熔化并喷射到基板表面的技术。
其优点是热损失少、涂层致密、结合强度高、喷涂效率高、耐磨性强、氧化性能好等。
由于等离子喷涂技术具有诸多优点，因此在航空工业中被广泛地应用和研究。
1. 等离子喷涂技术在涂层方面的应用等离子喷涂技术在航空工业中广泛应用于锆合金等高温合金、增强陶瓷等复杂材料的表面涂层。
通过适当的机械加工处理，比如喷砂、喷丸等方法，降低材料表面的粗糙度和杂质含量，能够增加涂层与基材的结合强度，并提高涂层能够承受的应力与温度极限。
涂层的组成和形态，取决于基材的类型和用途。
等离子喷涂材料种类繁多，主要包括氧化铝、钨、碳化物、氮化物、金属粉末等。
等离子喷涂技术可以帮助提高航空制品的表面耐腐蚀性能，改进机体表面形态，增强表面的化学惰性及自润滑特性。
涂层的好坏对于飞行器的功能和寿命有很大的影响。
2. 等离子喷涂技术在热保护方面的应用等离子喷涂技术在航空工业中还被广泛地应用于热保护领域，比如航空航天太阳电池板、流线型翼壳等热损失频繁的量体结构件，或在洞壁、过流部件、滑轨等摩擦部位使用等。
钨、铜、钼等金属的等离子喷涂材料，可以形成优良的隔热保护层，能够有效地防止机体受热所产生的影响，提高了飞行器的总体能效。
3. 等离子喷涂技术在增强航空材料性能方面的应用等离子喷涂技术在航空材料的性能强化方面也具有独特的优势。
在航空业中，如何提高材料的强度和韧性以提高机体的安全性和寿命是一个永恒的话题。
等离子喷涂技术通过在表面形成坚韧、高强度的涂层来增加材料的机械性能。
此外，等离子喷涂还能制备出具有微、纳米级的晶粒界，其材料显著地提高了抗疲劳性和多轴承载能力。
离子喷涂实验报告范文(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解离子喷涂的基本原理和工艺过程。
2. 掌握离子喷涂设备的使用方法和操作技巧。
3. 通过实验，提高对离子喷涂工艺的认识，培养实验操作技能。
二、实验原理离子喷涂是一种利用等离子体产生的能量将喷涂材料蒸发成离子，并使其在工件表面沉积形成涂层的工艺。
该工艺具有喷涂速度快、涂层均匀、附着力强、耐磨性好等优点。
三、实验器材1. 离子喷涂设备：包括等离子发生器、喷涂枪、工件支架、控制系统等。
2. 喷涂材料：如不锈钢、钛合金、镍合金等。
3. 工件：需喷涂的工件，如金属板材、管材等。
4. 辅助材料：如喷枪清洗剂、防氧化剂等。
5. 仪器：电子天平、显微镜、硬度计等。
四、实验步骤1. 准备工作：检查离子喷涂设备是否完好，连接好电源、气体管道等，调整设备参数。
2. 工件处理：将工件清洗干净，去除表面的油污、锈蚀等杂质，并干燥处理。
3. 喷涂材料准备：将喷涂材料称量，放入喷涂枪的料斗中。
4. 设定喷涂参数：根据工件材质和喷涂要求，设定喷涂电压、电流、气体流量、喷涂距离等参数。
5. 开始喷涂：启动离子喷涂设备，调整工件支架的位置，使工件与喷涂枪保持适当的距离。
6. 喷涂过程：观察喷涂效果，适时调整喷涂参数，确保涂层均匀、致密。
7. 喷涂结束：关闭喷涂设备，清理现场，回收喷涂材料。
8. 检测涂层：使用电子天平、显微镜、硬度计等仪器对涂层进行检测，评估涂层质量。
五、实验结果与分析1. 涂层质量：涂层均匀、致密，无明显的针孔、气泡等缺陷。
2. 涂层厚度：涂层厚度符合设计要求，约为0.5mm。
3. 涂层附着力：涂层与工件表面结合紧密，无脱落现象。
4. 涂层硬度：涂层硬度达到HV1000以上，耐磨性好。
5. 涂层耐腐蚀性：涂层具有良好的耐腐蚀性能，经盐水浸泡24小时后，无明显的腐蚀现象。
六、实验结论通过本次实验，我们成功掌握了离子喷涂的基本原理和工艺过程，验证了离子喷涂技术在工件表面处理中的应用价值。
实验结果表明，离子喷涂工艺具有喷涂速度快、涂层均匀、附着力强、耐磨性好等优点，适用于多种材质的工件表面处理。
等离子喷涂原理与应用详解 共40页
等离子喷涂的基材表面预处理
喷砂，sand blasting，利用高速砂流的冲击作用清理和粗化基体表面的过程。
基体的表面准备是热喷涂作业中非常重要的环节，涂层的结合质量直接与 表面的清洁度
粗糙度有关，必须根据基体材料的材质类型和表面涂层的要求、喷涂材料 的特性来正确地制备表面。表面制备有两个目的，一是清洁基体表面，二是粗 化表面以提高涂层和基体的粘结力。通常采用喷砂的方法可同时达到以上两个 目的。
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。
等离子喷涂的定义、原理 和特点
等离子喷涂具有以下特点：
1）可喷材料及为广泛 由于等离子喷涂时焰流温度高、热量集中，弧柱中心温度可升高到
15000-33000℃，它能熔化一切高熔点和高硬度材料。这是其它喷涂方法所不 能实现的。 2）涂层致密，结合强度高（相对一火焰喷涂）
因为等离子喷涂能使粉末获得较大的动能，且粉末温度又高，所以，喷 涂获得的涂层致密度，一般在90%-98%之间，结合强度可达65-70MPa。 3）对工作热影响小
2. 与气相沉积的区别
1）根本方法不同（定义） 等离子喷涂是将材料输送到高温等离子射流中，粉末颗粒在高温等离子射
被瞬间加热到熔化或者半熔化状态，并以单个颗粒为单元分别凝固在零件表面 形成层片状堆积涂层
气相沉积是将一种或数种材料通过电阻加热、离子轰击或者电子束照射方 法使其气化（化化学分解），以直接气－固沉积方式（或发生化学反应）在零 件表面形成几微米的致密涂层。
等离子喷涂原理与应用详解 共40页
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AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》范文
《等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能》篇一等离子喷涂AT-Al2O3复合涂层的结构优化与绝缘性能一、引言随着现代工业技术的快速发展，材料表面涂层技术已成为提高材料性能、延长使用寿命的重要手段。
等离子喷涂技术因其高效、稳定的特点，被广泛应用于各种涂层制备中。
AT/Al2O3复合涂层因其在高温、高湿等恶劣环境下展现出的良好性能，而受到广泛关注。
本文旨在研究等离子喷涂AT/Al2O3复合涂层的结构优化及其绝缘性能，以期为相关领域的研究与应用提供参考。
二、等离子喷涂技术及AT/Al2O3复合涂层等离子喷涂是一种利用高温、高速的等离子射流将粉末状材料喷涂到基体表面的技术。
AT/Al2O3复合涂层是由Al2O3（氧化铝）与添加物AT（通常为其他金属或非金属）组成的复合材料。
该涂层因其高温稳定性、耐磨性、抗腐蚀性等优点，在航空航天、能源、化工等领域得到广泛应用。
三、结构优化（一）优化方法为提高AT/Al2O3复合涂层的性能，需对其结构进行优化。
主要方法包括调整喷涂参数、优化粉末粒度分布、添加纳米增强相等。
通过调整等离子喷涂的功率、喷枪距离、喷涂速度等参数，可控制涂层的厚度、孔隙率及结合强度。
同时，优化粉末粒度分布，使涂层更加均匀致密。
此外，添加纳米增强相可进一步提高涂层的硬度和耐磨性。
（二）优化效果经过结构优化的AT/Al2O3复合涂层，其厚度均匀，孔隙率降低，结合强度提高。
同时，涂层的硬度、耐磨性及抗腐蚀性均得到显著提高，满足了在恶劣环境下长期使用的需求。
四、绝缘性能研究（一）绝缘性能测试方法为评估AT/Al2O3复合涂层的绝缘性能，可采用绝缘电阻测试、击穿电压测试等方法。
绝缘电阻测试可反映涂层的导电性能；击穿电压测试则可评估涂层在高压下的绝缘性能。
（二）绝缘性能分析经过结构优化的AT/Al2O3复合涂层，其绝缘性能得到显著提高。
优化后的涂层具有较高的绝缘电阻和击穿电压，表明其具有良好的导电性能和在高压下的稳定性能。
快速低压等离子喷涂技术的研究与应用
快速低压等离子喷涂技术的研究与应用随着科技的发展与进步，各种新型材料和技术得到了广泛应用。
其中，等离子喷涂技术就是其中之一。
等离子喷涂技术，即在高温等离子体的控制下，将粉末状材料加热熔化，并通过空气动力作用将溶解的熔滴喷到所需要的工作表面。
这项技术引入了新的材料和新的处理工艺，不仅可以制造出各种新型的复合材料，而且具有低成本、高效率、高质量、高可靠性等优点。
其中，快速低压等离子喷涂技术更是被广泛研究和应用。
快速低压等离子喷涂技术是一种先进的等离子涂层技术，其优点是在较低的温度下，能快速形成均匀、致密、硬度高的涂层。
通过向气流中注入微粒，控制等离子体的运动和温度，从而实现对涂层厚度和质量的控制。
该技术适用于各种复杂形状的工件涂层和功能性材料的制备。
其应用已经遍及到机械、电子、航空、航天、汽车、医疗等多个领域。
该技术的主要特点是低温、高速、低成本和可重复性。
在常压下，将气流中的压缩空气、氩气和氙气进行离子化产生等离子体，然后在等离子体中加入金属粉末，并通过空气动力作用将溶解的材料喷到所需的表面。
该技术在制备金属、陶瓷等表面涂层时，可以控制涂层的厚度、组成和粗糙度，从而实现功能性的表面改性与涂层的加固。
在应用中，快速低压等离子喷涂技术可以制备出高硬度、高阻燃性、高耐磨性、高耐腐蚀性和高导热性等涂层，具有重要的应用价值。
在快速低压等离子喷涂技术的研究与应用中，关键技术的掌握和应用是一个重要的问题。
例如，喷涂参数的优化、材料品质的提高、新材料的研究和开发等，都需要相关机构和企业的广泛投入和学术研究。
另外，涂层材料往往需要具有特定的功能性，例如热阻、导热、生物相容性等，从而需要对材料的特性进行准确的分析和表征。
总的来说，快速低压等离子喷涂技术具有很大的应用潜力。
在未来，它将会成为各个领域的重要基础技术，引领着一系列物质科学的发展和进步。
而对于相关企业和机构来说，加强技术研究和产品创新，是实现技术价值及商业价值的重要手段。
等离子喷涂TZO靶材的研究及应用
等离子喷涂TZO靶材的研究与应用摘要等离子喷涂靶材是一种采用等离子喷涂设备在真空微正压舱体或者大气环境下进行喷涂，采用直流电驱动的等离子电弧作为热源，将金属和非金属粉末材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面沉积到一定厚度形成涂层，再进行表面抛光和端面处理形成靶材。
广泛应用于建筑节能玻璃、平面显示、汽车镀膜、光伏、消费电子、信息存储等等。
等离子喷涂靶材具有喷涂材料广泛(金属、陶瓷、氧化物、合金等)、大厚度(单边15/11mm)、大长度(4m)、均匀性高、生产速度快、成本低、镀膜功率高等等特点，具有重要的应用价值。
本文概述了等离子喷涂靶材的形成与制作要点。
简要介绍了采用电弧喷涂、等离子喷涂制作靶材的方法，阐述了TZO 靶材在溅射镀膜中的应用。
关键词等离子喷涂靶材、AZO靶材、TZO靶材、溅射靶材、电弧喷涂、镀膜、溅射镀膜前言等离子喷涂靶材是采用等离子喷涂设备在真空微正压舱体或大气环境下进行喷涂，将金属和非金属粉末材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面沉积到一定厚度形成涂层，再进行表面抛光和端面处理形成靶材。
在被溅射的靶极（阴极）与阳极之间加一个正交磁场和电场，在高真空室中充入所需要的惰性气体（通常为Ar气），永久磁铁在靶材料表面形成250～350高斯的磁场，同高压电场组成正交电磁场。
在电场的作用下，Ar气电离成正离子和电子，靶上加有一定的负高压，从靶极发出的电子受磁场的作用与工作气体的电离几率增大，在阴极附近形成高密度的等离子体，Ar离子在洛仑兹力的作用下加速飞向靶面，以很高的速度轰击靶面，使靶上被溅射出来的原子遵循动量转换原理以较高的动能脱离靶面飞向基片淀积成膜。
随着建筑节能玻璃、平面显示、光伏、汽车镀膜、消费电子、信息存储等等的大量使用，都需要用到靶材。
常用的靶材生产工艺有等离子喷涂、铸造、粉末冶金绑定、挤压加工等等。
而采用等离子喷涂又是一个常用的生产工艺，其涉及到硅、硅铝、硅锆、氧化锆、氧化铌、氧化钛、AZO、TZO、铬硅、镍铬合金等等靶材。
等离子喷涂技术简介及其应用前景.
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等离子喷涂介绍
（5）水冷系统 水冷系统是向喷枪供给一定压 力和足够流量冷却水的装置， 供水装置包括增压水泵和热交 换器。
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等离子喷涂介绍
（6）气体供给系统 供气系统包括工作气和送粉器的供气系统，主要由气瓶、 减压阀、储气筒、流量计等 组成。
储气瓶
减压阀
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流量计
主要内容
等离子喷涂介绍 等离子喷涂技术分类 等离子喷涂技术特点 等离子喷涂技术应用 问题及展望
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等离子喷涂技术分类
根据工作介质的不同，可分为：气体稳定等离子喷涂和 液体稳定等离子喷涂。
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等离子喷涂技术分类
(1)大气等离子喷涂
大气等离子喷涂是用Ar、N2、H2作为离子气，经电离 产生等离子高温射流，将输入的材料熔化或熔融喷射到 工件表面形成涂层的方法。大气等离子喷涂主要用于制 备金属陶瓷、金属和陶瓷涂层。
等离子喷涂技术
Plasma Spraying Technology
1
主要内容
等离子喷涂介绍 等离子喷涂技术分类 等离子喷涂技术特点 等离子喷涂技术应用 问题及展望
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等离子喷涂技术介绍
热喷涂技术
热喷涂技术是表面工程学的重要组成部分，它是一种材 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。 热喷涂过程是采用气体、液体燃料或电弧、等离子弧作 为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔 融状态，并以高速喷向经过预处理的工件表面而形成附 着牢固的表面层子喷涂介绍 等离子喷涂技术分类 等离子喷涂技术特点 等离子喷涂技术应用 问题及展望
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等离子喷涂技术应用
从上世纪50 年代至今，等离子喷涂技术应用领域由航 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。 近年来，等离子喷涂技术开始运用于高新技术领域如 纳米涂层材料、梯度功能材料、超导涂层、生物功能涂 层等。
等离子在喷涂方面的应用与发展
等离子技术及应用论文学院：材料科学与工程班级：金属08-1姓名： xxx学号：0000000000000等离子技术及其在喷涂中的应用摘要：本文简要介绍了等离子技术以及等离子喷涂技术的原理、工艺、应用及其发展趋势关键词：等离子弧、喷涂、耐磨涂层对自由电弧的弧柱进行强迫“压缩”，从而使能量更加集中，弧柱中气体充分电离，这样的电弧称为等离子弧。
等离子弧又称压缩电弧。
它不同于一般的电孤，一般电弧焊所产生的电弧，因不受外界的约束，故也称它为自由电弧。
通常，提高弧柱的温度是通过增大电弧功率的方法来解决，但由于自由电弧的温度都不高，一般平均只有6000~8000oK左右。
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。
离子、自由电子、未电离的原子的动能接近于热平衡。
热喷涂所利用的正是这类等离子体。
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。
表1列出了各种热喷涂方法的应用和发展情况。
等粒子喷涂原理如图1所示，等离子喷涂是以等离子弧为热源的热喷涂，指利用等离子弧将金属或非金属粉末加热到熔融或半熔融状态，并随高速气流喷射到工件表面形成覆盖层，以提高工件耐蚀、耐磨、耐热等性能的表面工程技术。
其中等离子弧是一种高能密速热源，当喷枪的钨电极（阴极）和喷嘴（阳极）分别接电源负极和正极（工件不带电）时，通过高频振荡器激发引燃电弧，使供给喷枪的工作气体在电弧的作用下电离成等离子体。
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。
低温等离子体喷涂技术的研究与应用
低温等离子体喷涂技术的研究与应用一、背景和概述低温等离子体喷涂技术是一种新型的表面处理技术，它具有广泛的应用前景，特别是在材料加工和制备领域。
该技术通过喷涂设备将感应加热加速的微粒物质喷涂在表面，从而实现了材料表面的改性和涂层保护作用。
在实际应用中，该技术在热障涂层、耐磨涂层、防腐涂层等领域取得了广泛的应用，然而，研究者们对于该技术在新型材料制备和高性能材料制备等领域的应用研究仍处于探索阶段。
二、低温等离子体喷涂技术的工作原理低温等离子体喷涂技术主要是利用喷涂设备将微粒物质涂敷在表面的过程来实现涂层的保护和改性作用。
该技术主要包括感应热源、等离子体、离子发生器、和涂料喷涂等几个关键步骤。
感应热源通常使用的是加热绕组和电源等设备，用来产生高温、高压的等离子体。
等离子体通常是指在气体中断裂出来的电离气体体系，它具有较高的电离度和运动速度。
离子发生器通常是用高能离子轰击非金属材料而形成离子束的设备。
在涂料喷涂的过程中，将堆积在离子发生器表面的微小荷载颗粒喷涂至制品表面，从而形成均匀的涂层和表面改性效果。
三、低温等离子体喷涂技术的应用研究低温等离子体喷涂技术在许多领域都有着广泛的应用，例如热障涂层、耐腐蚀涂层以及化学气相沉积等领域。
下面我们就对其应用研究做详细的介绍。
3.1 热障涂层热障涂层是一种重要的涂层应用，它是通过在材料表面应用涂层来增强材料的抗氧化能力和热障性能。
在热障涂层的应用中，低温等离子体喷涂技术优势比较明显，可以大幅提高涂层的耐高温性和热障性能。
例如，对于镍基合金材料，采用低温等离子体喷涂技术可以杜绝涂层表面的氧化反应，从而大幅提高其使用寿命。
3.2 耐腐蚀涂层在汽车、建筑、机械制造等领域，使用低温等离子体喷涂技术可以大幅提高材料的耐腐蚀性能。
一些特殊的涂层可以形成对酸洗、腐蚀和腐蝕沉積物的防护作用，增强材料的使用寿命。
在这一领域，低温等离子体喷涂技术的应用研究相对较多，许多相关研究已经表明其有效性。
电弧等离子体喷涂技术及其应用
电弧等离子体喷涂技术及其应用电弧等离子体喷涂技术是一种新型的表面涂层技术，其具有良好的耐磨性、抗腐蚀性、防氧化性、高温性和耐热性等特点。
在冶金、机械、化工、航空航天等领域中得到广泛的应用。
一、电弧等离子体喷涂技术的原理电弧等离子体喷涂技术是利用电弧加热将涂料熔化成为等离子体状态，然后由高速气流将等离子体状态的涂料喷射到被涂物表面上。
电弧形成的等离子体可以将涂料的分子解离成原子或离子，从而增强了原子之间的化学作用，使得涂层的附着力增强，而且在加热过程中涂层中的气泡也可以被排除，从而提高了涂层的质量和均匀性。
二、电弧等离子体喷涂技术的特点1.高效节能：电弧等离子体喷涂技术可以将能量高效利用，能够有效地节省能源，同时也大大降低了涂层的成本。
2.环保节能：电弧等离子体喷涂技术不会产生任何废气、废水、废渣等有害物质，是一种非常环保的表面涂层技术。
3.高度可控：电弧等离子体喷涂技术可以根据不同的工艺需求，进行不同的参数调整，实现对涂层厚度、粗细、质量等多种参数的控制。
4.适用性强：电弧等离子体喷涂技术可以对不同的材料进行喷涂，覆盖范围广，适用性非常强。
三、电弧等离子体喷涂技术的应用1.航空航天领域：电弧等离子体喷涂技术可以用于航空航天领域中，例如喷涂涡轮等部件，能够大大提高其耐热性和耐蚀性。
2.钢铁冶金领域：电弧等离子体喷涂技术可以喷涂高温炉墙、隔热材料和模具等，能够提高其耐热性、防氧化性和耐磨性。
3.汽车工业：电弧等离子体喷涂技术可以用于汽车制造业中，例如车身防腐蚀涂料和悬挂系统等，并能显著提升汽车的整体性能。
4.机械制造业：电弧等离子体喷涂技术可以用于机械制造业中，例如增强工具表面的耐磨性和耐热性，提高设备的使用寿命和精度。
四、电弧等离子体喷涂技术的发展趋势电弧等离子体喷涂技术的发展趋势是实现高效率、高质量、低成本、易操作的喷涂设备，同时也是向多功能、智能化、自动化方向发展。
未来，电弧等离子体喷涂技术有望在可持续发展、环保节能等方面继续创新和发展。
国内外等离子喷涂设备现状及发展趋势
国内外等离子喷涂设备现状及发展趋势随着科学技术的不断进步和应用的不断拓展，等离子喷涂技术作为一种先进的表面涂装技术，受到了广泛的关注和应用。
等离子喷涂设备是实现等离子喷涂技术的关键工具，它在国内外都有较为广泛的应用。
本文将从国内外等离子喷涂设备的现状和发展趋势两个方面进行探讨。
一、国内等离子喷涂设备现状国内等离子喷涂设备的研发和生产已经取得了显著的进展。
国内一些大型企业和研究机构已经能够自主设计和制造等离子喷涂设备，并且能够满足不同行业的需求。
国内等离子喷涂设备的主要类型包括磁控溅射喷涂设备、电弧等离子喷涂设备和射频等离子喷涂设备等。
这些设备在材料选择、工艺参数调节和喷涂效果控制等方面都具有一定的优势。
国内等离子喷涂设备主要应用于航空航天、汽车制造、电子器件、工程机械、新能源等领域。
在航空航天领域，等离子喷涂技术被广泛应用于航空发动机叶片、涡轮盘和导向叶片等关键部件的表面保护。
在汽车制造领域，等离子喷涂技术可以提高汽车发动机的燃烧效率和耐磨性能。
在电子器件领域，等离子喷涂技术可以提高电子元器件的散热性能和耐腐蚀性能。
在工程机械领域，等离子喷涂技术可以提高工程机械的使用寿命和工作效率。
在新能源领域，等离子喷涂技术可以应用于太阳能电池板和燃料电池等领域。
二、国外等离子喷涂设备现状与国内相比，国外等离子喷涂设备的研发和应用更为成熟。
一些发达国家在等离子喷涂设备的设计和制造方面具有较大的优势。
国外等离子喷涂设备的主要类型包括磁控溅射喷涂设备、电弧等离子喷涂设备、射频等离子喷涂设备和电子束等离子喷涂设备等。
这些设备在材料选择、工艺参数调节和喷涂效果控制等方面都具有较高的精度和稳定性。
国外等离子喷涂设备主要应用于航空航天、能源、医疗器械、电子器件和汽车制造等领域。
在航空航天领域，等离子喷涂技术被广泛应用于航空发动机叶片、涡轮盘和导向叶片等关键部件的表面保护。
在能源领域，等离子喷涂技术可以应用于火力发电设备和核电设备等领域。
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•1958年，世界上第一台等离子喷涂设备在美国问世，使喷涂制备高熔点材料(比如陶瓷)涂层成为可能。
该技术迅即在科技领域内作出了重要贡献。
随着现代工业技术的高速发展，人们对各种零部件的性能要求越来越高，其表面处理越来越受到重视，因此对涂层质量要求也越来越高。
由于陶瓷材料所具有的优异性能得到越来越多人的青睐，促进了喷涂工艺的不断完善。
世界上先进的工业国家先后在多种产品上喷涂不同的陶瓷涂层，提高了产品的使用性能和服役期限。
如今，陶瓷涂层技术正在形成一个新兴的、市场极广阔的工业领域。
正是这一市场需求，各式各样陶瓷涂层喷涂没备的研制工作正在广泛展开。
世界上等离子喷涂设备的发展正向自动化、集成化、嵌入生产流水线、柔性化、网络化、乃至无人化和通过Internet远程控制的方向发展。
同时，等离子陶瓷涂层技术正带动一系列高科技技术的发展和兴起，如陶瓷涂层超导元件、陶瓷涂覆的生物医学功能材料、永不磨损金刚石薄膜技术、新型超大规模集成电路、高辐射率节能涂层、波长吸收和抗干扰涂层等，发展前景极为广阔。
相比世界先进水平，中国在这一领域还有一段距离。
本文主要介绍气稳等离子(ASP)喷涂设备DH-1080等离子喷涂系统及其应用。
该系统由上海大豪英佛曼纳米材料喷涂有限公司经过多年研究并制造，采用低压大电流设计理念，使用PLC和MCU相结合的控制技术，与此相配套的有状态点实时监测、LED智能显示、PLC喷涂过程自动控制系统、三相大功率晶闸管全控整流技术，为新一代高效能等离子喷涂设备。
一、等离子喷涂技术简介
等离子喷涂是热喷涂技术领域中极为重
要的一项工艺技术。
目前热喷涂用粉末材料几乎都可
以通过此方法制备成性能良好的涂层。
等离子喷涂正
在应用的有大气等离子喷涂、可控气氛等离子喷涂和
液体稳定等离子喷涂方法，处于研究状态的有脉冲、射频和感应藕合等几种等离子喷涂方法。
大气等离子喷涂使用氩气、氮气、氢气作为离子气，经电离产生等离子
高温射流，将输入的材料熔化或熔融喷射到工件表面形成涂层。
主要用于制备金属
陶瓷、陶瓷涂层。
在这种喷涂装置上对喷涂枪进行改进发展了超音速等离子喷涂，
该等离子焰流能量密度更高、焰流速度更快、涂层更加致密。
可控气氛等离子喷涂
是将等离子喷枪置于密闭仓内，由机械手进行操作，将仓内抽至真空状态的为真空
等离子喷涂，仓内为低压状态的则为低压真空等离子喷涂。
这种1艺特点由于低压
和气氛可控，等离子焰流加长，粒子加热更充分，氧化减少，涂层的质量得到明显
改善，并且扩大了热喷涂在沉积金刚石膜、超导氧化物涂层方面的应用。
二、新等离子喷涂设备系统组成和特点
DH-1080等离子喷涂系统是在Metco 7M、9M系统的基础上，应用多种
先进技术，结合中国市场的实际情况而研制成功的。
在许多方面，其性能表现优于
7M、9M系统。
其主要特点为高效能、高稳定和高性价比。
DH-1080等离子喷涂没备
由电源、控制柜、喷枪、转接箱、送粉器和冷水机组等六部分主件组成。
该系统采用低压大电流电源没计理念，相比磁放大等离子喷涂电源来说，其反应速度更快，功率因数更高。
相对逆变电源来说，其提供了更高的功率，只采
用单一的电源就能使系统正常工作。
而且其电源结构要比逆变电源要简单的多，这
也减小了控制系统的复杂性，同时也在一定程度上降低了生产和制造成本。
其电气
原理如图1所示。
图1 等离子喷涂电源电气原理图
这种设计的优点包括：
(1)降低对电气零部件的绝缘要求，降低生产成本；增加了安全系数，减少了对人体伤害的不确定因素。
(2)采用软启动，使喷枪从开始启动到正常工作缓慢过渡，避免瞬时大电流对喷枪进行冲击，增加了喷枪的使用寿命。
(3)同比其他同类型的等离子喷涂电源，具有更高的功率因素，电源的功率因数可达80％。
降低了喷涂成本。
(4)通过闭环控制、采用PID校正技术，使系统电流在0～800A的区间内的任一工作点上，都能保持恒定的电流输出，具有良好的电压一电流陡降特性。
其在不同电流下的性能测试数据如图2所示。
图2 喷涂电源外特性图
运用EDA技术，开发出了可编程控制数字移相晶闸管触发电路为核心的晶闸管触发板。
该电路通过采用C语言，对MCU进行编程，以全数字移相技术为核心，形成具有相序自适应以及针对调压与整流的模式识别功能的双脉冲列式三相晶闸管数字移相触发电路。
针对等离子喷涂系统的三相全控整流调压电路，本设计采用三相同步绝对式触发方式，其触发时序如图3所示。
图3 晶闸管触发板触发时序图
运用该技术的优点：
(1)系统在空载时，电压可以稳定在60V，方便喷枪的起弧。
(2)通过对电流的大小实时跟踪，将测得的电流信号与给定电流进行比较，然后将比较结果输入晶闸管触发板控制晶闸管的触发角度，实现对电流的闭环伺服控制。
通过这一技术，使电源在正常工作时的电流波动率小于1％，从而为电弧的稳定提供了可靠的保障。
(3)降低变压器次级的输出电压，以尽可能地减小晶闸管的触发角，这也在很大程度上改善了系统工作时的电流波形，降低了系统本身的发热量，延长系统的使用寿命。
同时也保证了等离子弧束的稳定性，保证喷涂时粉末的均匀熔化、球化，避免粉末的过烧或夹带生粒。
(4)相当宽的电压工作区间。
经试验，DH-1080等离子喷涂系统可以在电网电压只有310v的情况下，以80V、500A的状态持续、稳定地工作。
(5)采用多种保护技术，保护系统中的关键零部件。
主要有：①相序保护，避免因相序的错误而颠倒晶闸管的导通时序。
②阻容保护，避免系统中的过脉冲电压对晶闸管造成破坏。
③耐压高，大电流高速熔断器的使用限制了系统中较长时间(几毫秒)的过电流，给晶闸管再加上一层保护；同时其微动开关能快速地切断系统的电源。
④采用性能良好的交流接触器，避免因使用劣质的接触器而大幅度增加系统的不稳定因素。
⑤温度保护。
采用温度继电器限制系统的使用温度。
等离子喷涂枪是喷涂系统中最为关键的部件，其结构如图4所示。
图4 等离子喷枪结构示意图
该喷枪在Metco 7MB、9MB的基础上，经过多次的结构改进和优化设计，准确地选用材料，以及长时间的工作测试，其整体性能可达国外先进水平。
其主要
的优点有：
(1)改进的水道设计使喷枪的冷却性能更好，延长易损零件的使用寿命。
(2)改进的喷嘴设计使其更换更方便，喷嘴的累积使用寿命更长。
有多
种不同型号的喷嘴和电极，可适用于多种等离子弧及不同工作参数的喷涂工作，增
加了系统的柔性，大大拓展了该喷涂设备的应用领域。
(3)增加的空气冷却组件在喷涂工作时起到对工件表面进行净化和冷却
的作用，保证了涂层质量。
(4)在系统喷涂预备的情况下，以电压30V、电流100A的氩或氮等离子
弧维持，节约电力，并且延长喷枪的使用寿命。
同时，可以在很短时间内(3～4S，
软启动)达到80V、500A的N2+H2的正常工作状态。
(5)该喷枪可以采用Ar、N2、Ar+H2、N2+H2和Ar+N2，五种气体工作
方式进行喷涂。
通过等离子喷涂控制柜对系统中的各部件进行操作和控制，可实现各路
气体流量的稳定供给和预置参数制动准确定位和复位，提高了整套系统的可靠性和
喷涂参数的可重复性、一致性，保证了喷涂质量。
其创新点主要表现在：
(1)系统状态检测器实时自检。
在系统启动之前和喷涂过程中，对系统
的主要工作参数进行监测，并以LED方式显示检查结果或故障原因。
(2)以PIC为核心，完成对系统的全部时序控制，具有操作简单、抗干
扰能力强的特点。
同时，具有相当大的柔性，可以通过改写程序而改变系统的时序
及时间参数，网此，也就具有相当强大的调试功能。
其正常工作时的操作时序如图5
所示。
图5 DH-1080等离子喷涂系统工作时序图
三、等离子喷涂技术的应用
DH-1080等离子喷涂系统由于其良好的性能表现，因而可喷涂如下涂层：
1．热障涂层(TBCs)
燃气轮机的受热部件，如叶片、喷嘴和燃烧室，处于高温、氧化和高速
气流冲蚀等恶劣环境中。
对于承受温度高达1100℃的燃气轮机部件，己超过了镍基
高温合金使用的极限温度(1075℃)。
喷涂高熔点陶瓷涂层，对高温合金基体起绝热
屏蔽作用，称为热障涂层。
其基本要求是：耐高温；抗高温氧化；与
（注：素材和资料部分来自网络，供参考。
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