等离子76295.doc

1.3.2 等离子喷涂特点等离子弧是一种高能密束热源,电弧在等离子喷枪中受到压缩,能量基中,其横截面的能量密度可提高到105-106W/cm2,弧柱中心温度可升高到15000-34000K。在这种情况下,弧柱中气体随着电离度的提高而成为等离子体,这种压缩型电弧为等离子弧。等离子弧和自由电弧相比,显著的不同是弧柱细,电流密度大,气体电离充分,温度高、能量集中；在弧柱较长时仍能保持稳定燃烧,没有自由电弧易飘动的缺点,稳定性好;2． 1 传统领域的应用 2． 1． 1 耐磨涂层 等离子喷涂陶瓷和金属陶瓷涂层，不仅可以使零部件具有高的硬度，优异的耐磨性，而且涂层摩擦系数小，能耗低，在机械、航空等领域应用广泛。喷涂材料一般选用Al2O3、Cr2O3、TiO2等陶瓷粉末。减小磨损的另一个途径是减小相互接触表面的摩擦系数。等离子喷涂铝及铝合金复合材料涂层，有优异的抗粘着磨损能力。同时，由于喷涂工艺的要求，可使涂层结合强度高，孔隙率低，质量优异且稳定，是目前理想的活塞环涂层。 2． 1． 2 耐热涂层 耐热涂层多应用于高温工程，它包括抗高温氧化、高温隔热等，一般采用氧化铝作为耐热涂层，广泛用于航空发动机、燃气轮机等高温工作下零部件的表面，起隔热作用。 2． 1． 3 防腐蚀涂层 因为零件的服役状态、环境温度和各种介质对涂层材料都有一定的要求，采用钴基合金、镍基合金和氧化物陶瓷等作为涂层材料，通过提高涂层的致密性，堵住腐蚀介质的渗透，合理匹配涂层材料与零件基材的氧化/还原电位，防止电化学腐蚀，常应用于耐化学腐蚀的液体泵等。 2． 1． 4 电绝缘与导电涂层 一般采用氧化铝陶瓷等作为介电涂层，常用于加热器管道，烙铁焊头等;采用铝、铜作为导电涂层，常用于电容器、避雷器等。 2． 1． 5 间隙控制涂层 气体压力驱动的机械效率取决于机器的密封能力，因而要求转动与静止零件之间具有非常紧密的配合间隙，常用于压缩机和涡轮机部件。 新型应用领域 等离子喷涂技术是制备医用生物涂层材料的有效方法。将特定组分的粉末材料经高温熔化后沉积于金属人工骨植入物表面，形成以韧性金属为骨架，表面有陶瓷涂层的人工骨与人工关节 真空等离子喷涂在不锈钢牙根和接骨板上喷涂钛涂层在临床上已有成功的应用，这些涂层既利用了不锈钢的强度，又利用了钛涂层的生物相容性，防止不锈钢中有毒元素的释放。 等离子喷涂压电陶瓷涂层用于制作压电元件无需粘贴，尤其适用于大面积压电传感元件和压电作功元件阵列的制作。另外大气等离喷涂技术在制备固体氧化物燃料电池（SOFC）方面也有相关的研究和报道。 1． 3． 5 超音速等离子喷涂 普通等离子喷涂粒子的飞行速度约200 m/s，而超音速等离子喷涂粒子速度可达400 ～ 600 m/s，甚至更高，从而获得的涂层更加致密，涂层的内聚强度和结合强度更高［3］，为满足新一代耐高温、抗磨损、低摩擦系数的等离子涂层提供技术支持。在普通喷涂方法的装置上，对喷涂枪和电流进行改进而发展了超音速等离子喷涂，它的等离子焰流能量密度更高、焰流速度更快，提高了涂层质量。而通过改变次气，使用丙烷等气体，并通过高压点火，操作更加安全，图4 是哈尔滨焊接研究所引进乌克兰巴顿电焊研究所的超音速等离子喷涂统。