噴涂工藝黏著并凝聚在表面形成涂層計(jì)量顯微鏡

  等離子噴涂
  等離子噴涂工藝使用熱電離氣體能量來(lái)熔化和推動(dòng)細(xì)金屬或氧
化物粒子粉末至表面，使它們黏著并凝聚在表面形成涂層。等離子
體本身由氣態(tài)離子、自由電子和中性原子組成——噴槍溫度超過(guò)10
000℃。典型的等離子噴槍原理見(jiàn)

  使用氬氣或氮?dú)猓诃h(huán)形空間中繞流一個(gè)鎢陰極，封裝置于
復(fù)雜形狀的水冷銅陽(yáng)極。通過(guò)電離等離子體在兩個(gè)電極之間使用高
頻放電來(lái)打擊直流電弧——引起某一部位非常高的溫度導(dǎo)致粉末顆
粒被噴射。它們被迅速熔化，然后被噴涂覆蓋至基體材料。粉末應(yīng)
該被均勻地引入，既不會(huì)偏離噴嘴，也不會(huì)遠(yuǎn)離噴槍出口。產(chǎn)生的
粉末速度非常高——常見(jiàn)的速度是每秒幾百米。等離子體噴霧隨后
被分為一個(gè)顆粒接一個(gè)顆粒，每個(gè)都產(chǎn)生了一個(gè)典型的“潑濺”的
形態(tài)，。由于粒子和基體的熱質(zhì)量存在很大差異，可獲得高的冷卻
速率范圍(106～108K／s)。大多數(shù)等離子噴涂粉末直徑在5—60μm
，可以實(shí)現(xiàn)均勻加熱和加速以獲得高的涂層生產(chǎn)質(zhì)量，這里應(yīng)該以
均勻的速率引入等離子體。一個(gè)狹窄的尺寸范圍是首選，因?yàn)檫@可
以提高沉積效率；粒子越細(xì)沉積密度越高，孔隙越少，但是也具有
更高的殘余應(yīng)力，并且在金屬粒子飛行時(shí)會(huì)被氧化，從而形成氧化
物夾雜。等離子噴涂的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)是涂層粉末的成分非常匹配—
—由于不同元素的蒸發(fā)率不同，這種(相匹配的)情況并不經(jīng)常能出
現(xiàn)在EB—PVD工藝中。這種工藝的一個(gè)缺點(diǎn)是它很難生成沒(méi)有任何
孔隙的全致密涂層。

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