等離子噴涂是一種材料表面強(qiáng)化和表面改性的技術(shù),可以使基體表面具有耐磨、耐蝕、耐高溫氧化、電絕緣、隔熱、防輻射、減磨和密封等性能。 等離子噴涂技術(shù)是采用由直流電驅(qū)動(dòng)的等離子電弧作為熱源,將陶瓷、合金、金屬等材料加熱到熔融或半熔融狀態(tài),并以高速噴向經(jīng)過預(yù)處理的工件表面而形成附著牢固的表面層的方法。 等離子噴涂亦有用于醫(yī)療用途,在人造骨骼表面噴涂一層數(shù)十微米的涂層,作為強(qiáng)化人造骨骼及加強(qiáng)其親和力的方法。
等離子噴涂特點(diǎn)
等離子噴涂技術(shù)是繼火焰噴涂之后大力發(fā)展起來的一種新型多用途的精密噴涂方法,它具有:①超高溫特性,便于進(jìn)行高熔點(diǎn)材料的噴涂。②噴射粒子的速度高,涂層致密,粘結(jié)強(qiáng)度高。③由于使用惰性氣體作為工作氣體,所以噴涂材料不易氧化。
等離子噴涂等離子的形成
(以N2為例):
0°k時(shí),N2分子的兩個(gè)原子呈啞鈴形,僅在x,y,z方向上平動(dòng);
大于10°k時(shí),開始旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);
大于10000°k時(shí),原子間產(chǎn)生振動(dòng),分子與分子間碰撞,則分子會(huì)發(fā)生離解變?yōu)閱卧樱?/p>
N2+Ud——>N+N 其中 Ud為離解能
溫度再升高,原子會(huì)發(fā)生電離: N+Ui——>N++e 其中 Ui為電離能
氣體電離后,在空間不僅有原子,還有正離子和自由電子,這種狀態(tài)就叫等離子體。
等離子體可分為三大類:
①高溫高壓等離子體,電離度99%,溫度可達(dá)幾億度,用于核聚變的研究;
②低溫低壓等離子體,電離度不足1%,溫度僅為50~250度;
③高溫低壓等離子體,約有1%以上的氣體被電離,具有幾萬度的溫度。離子、自由電子、未電離的原子的動(dòng)能接近于熱平衡。熱噴涂所利用的正是這類等離子體。
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