等离子喷涂技术现状及发展

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2024年等离子技术市场规模分析

2024年等离子技术市场规模分析

2024年等离子技术市场规模分析引言等离子技术是一种高温、高能量的物理过程,广泛应用于材料加工、表面处理、医疗、环境保护等领域。

随着科技的不断进步和市场的需求扩大,等离子技术市场规模逐渐扩大。

本文将对等离子技术市场规模进行分析和预测。

等离子技术市场现状目前,等离子技术在各个领域都有广泛的应用。

在材料加工领域,等离子切割、等离子焊接等技术已经成为行业的主流。

在表面处理领域,等离子清洗、等离子喷涂等技术能够有效改善材料的表面性能。

在医疗领域,等离子技术被应用于细胞治疗、创伤修复等领域。

在环境保护领域,等离子处理能够高效地降解有害气体和水处理废水。

2024年等离子技术市场规模分析过去几年市场规模据统计,过去几年等离子技术市场规模呈现稳步增长的趋势。

尤其是在材料加工和表面处理领域,等离子技术得到了更广泛的应用,推动了市场规模的增长。

根据相关数据,过去五年等离子技术市场年均复合增长率达到了10%左右。

市场规模预测未来几年,等离子技术市场有望继续保持较高的增长势头。

一方面,科技的不断进步将为等离子技术的应用提供更多可能性。

另一方面,各个领域对等离子技术的需求也在不断增加。

预计未来五年,等离子技术市场年均复合增长率将保持在8%以上。

市场发展趋势随着技术的不断发展,等离子技术市场将呈现以下发展趋势:1.技术创新:随着科技的进步,不断涌现出新的等离子技术应用,提高了技术的效率和可靠性。

2.应用扩大:等离子技术在材料加工、医疗、环境保护等领域都有广泛的应用,未来将有更多新的应用领域得到开发。

3.自动化升级:随着自动化技术的发展,等离子技术设备将更加智能化、自动化,提高生产效率和品质。

4.环保意识增强:随着环保意识的增强,等离子技术作为一种无公害的处理方式,将得到更多的推广和应用。

结论等离子技术市场规模正在不断扩大,未来有望继续保持较高的增长势头。

随着科技的不断进步和市场需求的扩大,等离子技术在各个领域的应用将得到进一步拓展。

2023年等离子喷涂系统行业市场环境分析

2023年等离子喷涂系统行业市场环境分析

2023年等离子喷涂系统行业市场环境分析
一、行业概述
等离子喷涂技术是一种利用超高温离子火花发生器产生等离子体,并利用等离子体喷涂在工件表面的技术。

等离子喷涂技术在航空航天、军工、电力、石油、化工等领域有广泛的应用。

目前,国内等离子喷涂系统生产商众多,主要有中科院物理所、格力电器、三维集团、三旺科技、洲明科技、珂兆能源、佰泰科技等企业。

二、市场需求分析
随着国家科技实力和经济的发展,各行各业对机械加工行业和喷涂技术的要求越来越高。

在航空、航天、军工和能源领域等行业中,等离子喷涂技术是不可或缺的,因此市场需求十分巨大。

据了解,目前我国在水电站、火电站、油田设备、矿山设备、石化装备等方面的应用非常广泛,随着技术的不断创新和进步,市场的需求将会更加强烈。

三、竞争分析
目前,国内等离子喷涂系统的生产商数量较多,市场竞争激烈,主要产品包括等离子喷涂系统设备、等离子涂层材料、等离子化工设备器材等。

其中,中科院物理所是国内等离子喷涂领域内的厂商,其覆盖国内各个省市,并拥有完善的销售网络。

而格力电器以其质量和价格优势,覆盖面积广、适用于各个领域;三维集团则以立足于东北、辐射全国等特点赢得了广泛的市场认可。

四、市场趋势
随着科技的进步和工业的转型,等离子喷涂技术的应用在各个领域内将获得越来越广泛的应用和重视。

特别是在大型轮机制造、航空航天、军工和电力等领域,等离子喷涂技术将会得到广泛的应用。

随着市场需求的巨大,等离子喷涂系统的生产商将不断涌现,市场竞争将会越来越激烈,同时,更高质量、性能更稳定的等离子喷涂设备将会成为市场的主流和热销产品。

焊接中的等离子喷涂焊技术

焊接中的等离子喷涂焊技术

焊接中的等离子喷涂焊技术等离子喷涂焊技术在焊接工业中已经被广泛使用,该技术凭借其高效、高质和低成本的特点受到越来越多生产工艺先进、焊接工艺复杂的领域的重视。

本文将从等离子喷涂焊技术的实质、适用范围、优缺点与应用前景几个方面进行论述。

一、等离子喷涂焊技术的实质等离子喷涂焊技术是一种将喷涂技术和焊接技术相结合的新型加工方式。

因为等离子喷涂涂层的物理和化学特性,能够在涂层表面形成一定的结构和化学成份,这意味着在涂层表面形成一定结构以后,等离子朝向涂层、与涂层的化学成份会被改变;在涂层与基础材料的结合面形成巨大的热梯度,在高温度下能够促进结合,最终涂层与基础材料之间得以非常牢固地结合。

等离子喷涂焊技术的实质可归纳为:一方面,等离子喷涂技术受喷涂颗粒的特性影响,如粒径、结构、形状等等,是将合适的各种粉末涂料通过各种压力、气流、导体、电弧等瞬间喷涂到需要加工的部位以形成目标涂层;另一方面,则是通过等离子泄漏作用对焊接部位结合表面进行预处理,即在基础金属材料和涂层之间提高结合能力,从而提高焊接部分的强度和硬度。

二、等离子喷涂焊技术的适用范围等离子喷涂焊技术适用于各种金属材料(包括低碳钢、不锈钢、高温合金、镍基合金、铝合金、钛合金等),且无论是金属之间、金属与陶瓷、复合材料之间都能实现焊接;该焊接方式还适用于各种加工工件,包括等离子喷涂后焊接、涂层与材料间的热处理、切割和预加工等等。

三、等离子喷涂焊技术的优缺点1. 优点:(1)等离子喷涂是一种非接触式的加工方式,不会带来加工表面的变形、拉动和拉伸等等,因此适用于各种加工表面形状的加工;(2)等离子喷涂焊接技术能够满足高速焊接的要求,它能够基本保持焊接部分的形状、大小和几何无变形;(3)等离子喷涂焊接过程比传统焊接工艺更为稳定和高效,能够有效提高生产效率;(4)等离子喷涂技术喷涂过程中不会产生削减或磨损等现象;(5)等离子喷涂焊接技术制作的工件表面硬度高,具有很好的抗磨损性。

等离子喷涂技术现状及应用

等离子喷涂技术现状及应用
1 2 等 离子 喷涂 的特点 .
等 离子 喷涂技 术具 有如下 特点 :
( )可 以获得 各项 性 能 的涂 层 。 由于等 离 子 喷涂 1
火 焰温 度极 高 、 速度 极快 , 乎 可 以熔 化 并 喷涂 任何 材 几 料, 形成 的涂 层具有 结合 强 度 较高 、 隙 率低 且 喷涂 效 孔 率 高 、 用 范 围广 等 优 点 , 在 航 空 、 金 、 械 、 车 使 故 冶 机 机 车辆等 方面 得 到 广 泛 的应 用 , 在热 喷 涂 技 术 中等 离 子 喷涂 占据着 最重要 的地 位 。 ( )涂 层平 整光 滑 , 2 可精 确控 制厚 度 。
2 1 第 1期 0 2年 1 9
科技关注
用 于制 备金 属 陶瓷 、 属 和 陶瓷 涂 层 。该 喷 涂 粒 子 速 金 度 一般 在音 速 以下 , 离 子 喷涂 的涂 层 质 量 不 仅 取 决 等 于喷涂设 备 和 喷 涂材 料 的质 量 , 重 要 的是 取 决 于 所 更
机 械 制 造文 摘—— 焊接 分册
种具 有特殊 性 能的涂 层 。
可在 塑料 、 油漆 、 玻璃 、 布等 非金属 材料上 喷涂 。 石棉
1 3 等离 子喷涂 的分 类 .
等离 子喷涂 的主要类 型如 图 2所示 。
f 保护气体等离子喷涂
f 气等离子喷 大 涂 { 超音速等离子喷涂 气体稳定等离子喷涂 { I 低压或真空等离子喷涂
在 1 ~1 % , % 0 结合强 度可 达 6 7 a 0~ 0MP 。 ( )涂层氧化 物和杂质含量少 , 电镀 、 4 与 电刷 、 渗碳 、
渗氮相 比 , 等离子 喷涂层更厚 、 、 防腐 效果 。 更硬 更具
( )喷涂 过 程 对基 体 的热 影 响小 , 5 基体 组 织 不 会 发生 变化 。工 件 受热 温 度 可 控 制 低 于 2 0℃ , 5 因此 也

等离子体喷涂技术在航空领域的应用与发展

等离子体喷涂技术在航空领域的应用与发展

等离子体喷涂技术在航空领域的应用与发展近年来,随着科技的不断进步,航空领域的技术也在不断发展。

其中,等离子体喷涂技术被越来越多地应用于航空工业中,成为了航空领域中不可或缺的领域。

一、等离子体喷涂技术的概述等离子体喷涂技术是一种在超高温、超高压等条件下,利用等离子体气相反应,将涂层材料沉积在基材表面的新型热喷涂技术。

它将钨丝或氩气引导到等离子体反应区域中,使用等离子气态等离子体沉积技术,将材料附加在基材表面,形成一层均匀、致密、结构稳定的涂层。

二、等离子体喷涂技术在航空领域中的应用近年来,等离子体喷涂技术在航空领域中的应用越来越广泛。

其中,主要应用在以下几个方面。

1. 航空发动机零部件涂层技术航空发动机的零部件如叶片、叶轮、进气道、压气机叶轮等零部件,其工作环境往往极其恶劣,需要抗腐蚀、耐热、耐磨损的涂层进行保护。

等离子体喷涂技术可将各种高强度、高温、耐氧化材料沉积在零部件上,提高了零部件的使用寿命和稳定性。

2. 航空航天器表面防热隔热涂层技术航空航天器在高速飞行过程中面临着极其严酷的温度条件,表面温度很高,需要进行防热隔热处理。

等离子体喷涂技术可以在航空航天器表面形成具有高强度、高耐热性和高耐腐蚀性的陶瓷涂层,不仅能保证机体表面的温度在一定范围内,还能提高航空航天器的安全性和性能。

3. 航空部件的涂层修复、梳理技术随着航空工业的不断发展,有些飞机零部件在使用过程中造成损伤,如发动机涡轮叶片表面因为高温容易形成开裂、坑洼等缺陷而影响使用寿命。

等离子体喷涂技术可以通过涂层修复、梳理等技术手段来修复受损的零部件,延长使用寿命并节约维修成本。

三、等离子体喷涂技术在航空领域中的发展前景等离子体喷涂技术在航空领域中的应用前景十分广阔。

同时,也面临着技术难题、材料的选择和成本等问题。

其中,技术难题主要包括等离子体喷涂技术的喷涂质量控制和工艺精度控制的难度,以及喷涂过程中涂层厚度控制的不精确等问题。

另外,在等离子体喷涂技术中,材料的选择也是非常重要的。

2023年等离子喷涂材料行业市场前景分析

2023年等离子喷涂材料行业市场前景分析

2023年等离子喷涂材料行业市场前景分析等离子喷涂材料是一种高性能涂层材料,广泛应用于航空航天、汽车、船舶、建筑、电子、军工等众多领域。

随着我国高端装备制造业的不断发展,等离子喷涂材料行业市场前景广阔。

一、行业市场现状当前,国内等离子喷涂材料市场逐步成熟,已形成了一定规模和较为固定的市场份额。

随着市场竞争加剧,企业之间加强了产品质量、技术创新和服务水平。

同时,国内企业加大了对研发和创新的投入,不断提高等离子喷涂材料的品质和应用领域。

二、市场需求分析由于等离子喷涂材料具有轻质、高强、高温、抗腐蚀、耐磨损等优良性能,因此在航空航天、汽车、船舶、建筑、电子、军工等领域中广泛应用。

我们可以看到,这些领域的发展需求将直接促进等离子喷涂材料的需求和市场。

例如,在航空航天领域,随着我国民航产业的不断发展,航空企业对等离子喷涂材料的需求将会不断增加;在汽车行业中,随着智能化、新能源和轻量化的发展,等离子喷涂材料的应用将会不断扩大;在军工领域中,等离子喷涂材料的高温、高强、高耐磨等性能使其成为抗压能力强的材料,很受军方欢迎,因此需求前景广阔。

三、市场竞争状况当前,国内等离子喷涂材料市场竞争不断加剧。

伴随着市场规模的扩大和行业的慢慢成熟,不同级别的企业之间市场份额的竞争日渐激烈,甚至在发展阶段出现了市场垄断的情况。

同时,伴随着国际市场的开拓和行业的国际化趋势,国内企业的市场占有率或将面临压力。

四、市场前景展望总体而言,等离子喷涂材料行业市场前景看好。

随着国家对化学材料行业的大力支持,企业之间的技术竞争和产品质量将不断提高。

同时,随着国家智能制造和高端制造的不断推进,相关领域对高性能材料的需求不断增加,等离子喷涂材料的市场空间将更加广阔。

未来,等离子喷涂材料行业将成为中国制造业的重要组成部分,成为国内化学材料行业的发展热点之一。

热加工中的等离子喷涂技术

热加工中的等离子喷涂技术

热加工中的等离子喷涂技术随着现代工业技术的不断发展,越来越多的先进制造技术应用于工业生产中,其中热加工技术在现代制造业中得到了广泛的应用。

在热加工过程中,等离子喷涂技术被认为是一种高效、环保、经济的材料表面改性、修复和再制造方法。

一、等离子喷涂技术介绍等离子喷涂技术是一种将被喷涂物质制成等离子体后再喷涂到被加工表面的方法。

等离子喷涂技术是通过将物质制成等离子体,然后将其通过高速气流喷涂到加工表面上,并在加工表面上形成一层高强度、耐磨、耐腐蚀的新材料。

等离子喷涂技术具有喷涂速度快、涂层硬度高、耐磨性好、防腐性强等优点,特别适用于加工表面的处理和表面的再制造。

二、等离子喷涂技术在热加工中的应用等离子喷涂技术适用于各种类型的金属、陶瓷、聚合物,也适用于复杂形状和不同大小的对像表面喷涂。

在热加工中,等离子喷涂技术的应用,大大提高了材料表面的质量和使用寿命。

以下是等离子喷涂技术在热加工中的几个应用:1.金属修复在工业加工过程中,金属材料很容易出现表面的缺陷、凸起、坑洼等问题,这时可以通过等离子喷涂技术对金属表面进行修复。

在等离子喷涂技术中,可以将喷涂材料制成等离子体,喷涂到金属表面上,形成一层高强度、耐腐蚀的涂层,在修复金属表面时,等离子喷涂技术具有成本低、操作简单等优点。

2.铝合金表面处理等离子喷涂技术在铝合金表面处理方面有着广泛的应用。

在制造飞机、汽车等汽车车身的过程中,经常需要对铝合金表面进行处理(如防锈、防腐、增加表面硬度等),这时可以采用等离子喷涂技术进行表面处理,大大提高了铝合金表面的质量和耐久性。

3.金属复合材料加工等离子喷涂技术在制作金属复合材料中也有着广泛的应用。

金属复合材料是由不同材料层状压合而成,所以在生产过程中,需要对表面进行处理,以保证复合材料之间的紧密连接。

而等离子喷涂技术可以提高复合材料之间的黏合力,保证复合材料的质量。

以上是等离子喷涂技术在热加工中的三个应用,通过以上的应用,可以看出等离子喷涂技术不仅可以提高材料表面的质量和使用寿命,还可以减少加工成本和提高生产效率。

2024年全球等离子喷涂材料市场前景分析

2024年全球等离子喷涂材料市场前景分析

全球等离子喷涂材料市场前景分析引言等离子喷涂技术作为一种高效、环保、节能的涂装技术,已经在多个行业得到广泛应用。

等离子喷涂材料作为等离子喷涂技术的关键组成部分,对于等离子喷涂效果与性能起到决定性的影响。

本文将对全球等离子喷涂材料市场进行前景分析。

市场规模分析近年来,全球等离子喷涂材料市场规模呈现出快速增长的趋势。

这主要得益于等离子喷涂技术在汽车、航空航天、能源等领域的广泛应用。

据市场调研数据显示,全球等离子喷涂材料市场在过去五年中以每年10%的复合增长率增长,预计未来几年仍将保持较高增长。

市场驱动因素分析1.技术进步:随着科技的不断进步,等离子喷涂技术得到了持续改进和优化,使其在涂装效果、涂层质量和附着力等方面得到了不断提升,进一步推动了等离子喷涂技术的应用。

2.环保需求:全球环保意识的提高,对传统喷涂技术中存在的废水、废气和废涂料等环境问题日益关注,等离子喷涂技术因其低气体排放和低能耗等特点成为环保涂装的首选技术。

3.行业需求:汽车、航空航天、能源等行业对于表面保护和涂层修复的需求不断增加,推动了等离子喷涂技术及其材料的应用。

特别是航空航天行业对于涂层轻量化和抗腐蚀性能的要求,对等离子喷涂材料的市场需求提供了强劲动力。

市场挑战分析1.高成本:相较于传统喷涂技术,等离子喷涂技术的设备和材料成本较高,这对于一些中小型企业的推广和应用造成了一定的限制。

2.技术门槛:等离子喷涂技术相对于传统喷涂技术来说更为复杂,需要更高的技术门槛和操作技能。

这对于一些初创企业和技术水平较低的企业来说是一个挑战。

3.材料选择:等离子喷涂材料的选择对于喷涂效果和涂层性能至关重要,但当前市场上可供选择的等离子喷涂材料种类较少,品质也参差不齐,这限制了等离子喷涂技术的推广应用范围。

市场发展趋势展望1.创新材料的应用:未来全球等离子喷涂材料市场将出现更多创新材料的应用,例如纳米材料、复合材料等,以提升等离子喷涂技术的涂层性能和附着力。

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2007年第7 期总第1028 期2007年10月等离子喷涂技术现状及发展陈丽梅,李强(福州大学材料科学与工程学院,福州350002)摘要:从等离子喷涂设备、等离子喷涂过程中的测量技术及等离子喷涂技术的应用等几个方面综合分析了近年来等离子喷涂技术的研究现状和发展概况,指出了等离子喷涂技术的发展方向。

关键词:等离子喷涂设备;测量技术;应用;发展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。

本文着重就近年来等离子喷涂技术在喷涂设备、喷涂测量技术及其应用等方面的研究现状与发展概况进行深入探讨。

1 国内外等离子喷涂设备的现状喷涂装置的研究始终是等离子喷涂技术的研究热点。

从上世纪80 年代起,随着计算机、机器人、传感器、激光等先进技术的发展,等离子喷涂设备的功能也得到了不断的强化。

目前,国内外先进的等离子喷涂设备正向轴向送粉技术、多功能集成技术、实时控制技术、喷涂功率两极分化(小功率或大功率)的方向发展。

加拿大Mettech 公司开发出的Axial III 三阴极轴向送粉等离子喷涂系统,是目前国际上获得成功商业应用的轴向送粉等离子喷涂设备。

与传统的枪外送粉等离子喷涂设备相比,Axial III 沉积效率高、送粉速率高、孔隙率低、获得的涂层硬度高,且对粉末粒度分布要求不高。

Sulzer Metco 公司的Multicoat 等离子喷涂系统第一次将PC 计算机的先进性(过程再现、数据管理) 和PLC 的稳固性结合起来。

Multicoat等离子喷涂系统可以进行大气等离子喷涂(APS) 、真空等离子喷涂(VPS) 和超音速火焰喷涂(HVOF) 。

喷涂的涂层质量高、重现性好、能自动记录打印喷涂参数、自动报警和处理操作事故,是目前多功能集成等离子喷涂系统的代表。

PRAXAIR - TAFA 公司开发的5500 - 2000 等离子喷涂系统则是实时控制技术的代表,它采用专有软件“实时”控制和监测等离子弧的实际能量,使等离子喷涂系统的闭环控制提高到一个新的水平。

此外,国外对小功率等离子喷涂设备的研究主要集中在枪内送粉(包括轴向和径向) 和层流等离子喷涂方面。

俄罗斯航空工艺研究院对层流等离子射流及其喷涂工艺已进行了多年研究,工艺已较成熟,并已在航空领域得到应用。

大功率等离子喷涂系统目前比较成功的是PRAXAIR - TAFA公司的PlazJet ,其喷枪功率可以达到200 kW。

我国从上世纪70年代引进美国Metco公司等离子喷涂装置起,开始了对等离子喷涂技术的研究与应用,与国外的先进水平相比,还有较大的差距。

目前,从事等离子喷涂技术研究的机构有北京航空制造工程研究所(625所)、武汉材料保护研究所、华南理工大学、北京矿冶研究总院和广州有色金属研究院等。

北京航空制造工程研究所(625所)研制的APS-2000 型等离子喷涂设备采用了许多新技术,总体性能达到国外二十世纪九十年代水准,代表了目前国产等离子喷涂设备的最高水平。

由航天科技集团公司703所研制成功的HT-200 型超音速等离子喷涂设备额定使用功率为200 kW,填补了我国在研制生产大功率等离子喷涂设备方面的空白。

目前,在小功率喷涂设备方面,北京航空制造工程研究所(625所)也正在开展层流等离子喷涂设备的研制。

2 等离子喷涂过程测量技术的研究现状随着等离子喷涂技术的深入发展,对涂层性能和质量实时控制的要求愈加迫切。

这就需要不断研究新的测量技术,对等离子喷涂工艺过程进行在线诊断,并对工艺参数与涂层性能之间的关系进行有效的推测。

2.3 层片形成和涂层堆积为制备性能可严格控制并具有重现性的涂层,要求充分地了解粉末熔滴撞击基底表面后发生的现象。

在层片形成和涂层堆积的理解方面,已经取得了很大的进展,出现了很多测量技术。

得到有关层片形成信息的最简单方法是使用光学显微镜、扫描电镜或原子力显微镜观察基底上的孤立层片。

层片的几何形状也可以用表面轮廓测定仪测量。

透过这样的观察,能够研究基底表面的具体准备情况(化学成分和粗糙度)及其温度对层片几何形状的影响。

然而,这样的研究并没有全面理解层片形成过程中涉及的撞击过程和凝固现象,而这些恰恰是控制涂层形成的关键。

为此,就要求确定单个粉末颗粒在撞击前的尺寸、温度和速度,并跟踪该熔滴在基底上的铺展过程和温度随时间的变化关系。

近来,基于探测粉末发射的热辐射开发了两种技术。

第一种是使用聚焦到基底上的高温计来测量粉末颗粒撞击前的参数,并测定粉末颗粒在基底上铺展和冷却过程中的温度演化。

第二种技术由聚焦于基底的高温计和相阵多谱勒粉末颗粒分析仪组成。

相阵多谱勒粉末颗粒分析仪能够独立于其温度而测量粉末颗粒的速度、尺寸,而粉末颗粒在撞击前和撞击过程的温度用双波长光学高温计测量。

这些技术能够估测撞击粉末颗粒的铺展时间、铺展度ξ(层片直径与原始颗粒直径之比)以及冷却速率。

热喷涂粉末颗粒冲击过程可视化的成像设备也在发展中。

喷涂涂层除了经典的表征方法:气孔率、粘着力、杨氏模量、残余应力,已经发展了在涂层形成过程中在线跟踪某些参数的几种方法,如:利用红外高温计可以监测涂层和基底的表面温度;利用声发射分析(AES)对喷枪位置关系的信号进行详细分析能够很容易确定喷涂一道的开始和结束,甚至对诸如微裂纹形成,反弹或剥落产生的能量释放进行跟踪;使用力学传感器或带有CCD摄象机的激光束,基于在喷涂过程中连续测量矩形条状试样的曲率(弯曲度)和位移,可以对喷涂涂层形成过程中的应力演化进行测定。

3 等离子喷涂技术的应用等离子喷涂技术在耐磨涂层、耐蚀涂层等传统领域的应用已经较为广泛,从上世纪50 年代至今,其应用领域由航空、航天扩展到了钢铁工业、汽车制造、石油化工、纺织机械、船舶等领域。

近年来等离子喷涂技术在高新技术领域如纳米涂层材料、梯度功能材料、超导涂层、生物功能涂层等方面的应用研究渐渐受到人们的重视。

3.3 超导涂层等离子喷涂弧温很高,特别适用于喷涂复合氧化物陶瓷,不需要保护气氛,能够喷涂具有复杂形状的超导制件,沉积效率高,容易制备厚膜涂层和大面积涂层。

适于等离子喷涂的超导陶瓷涂层材料主要有YBa2Cu3O7- x (YBCO) 和Bi2Sr2Cu2CaO。

YBCO是一种典型的超导材料,临界温度为94 K。

等离子喷涂的YBCO 涂层由于喷涂过程中材料的氧损失,涂层结构中的孔隙、裂纹和粒子间的不均匀接触等不均匀性,使涂层并不具有超导特性。

只有对涂层在氧气或空气气氛中进行适当的热处理,使涂层形成致密、均匀且较稳定的晶体结构,才能获得超导性。

YBCO 涂层的热处理条件为920℃×1 h,降至400℃再保温1h。

当将Bi2Sr2Cu2CaOy 陶瓷从高温急冷或淬冷后,它会产生超导态。

这一特性对等离子喷涂具有特别的意义,因为等离子喷涂能使涂层材料获得高达106℃/ s的急冷冷却速率,只要调整好等离子喷涂条件和工艺参数,很容易使Bi2Sr2Cu2CaOy 的喷涂态涂层具有超导特性。

3.4 生物功能涂层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,此方法充分发挥了金属和陶瓷两类材料的优点。

国内外对等离子喷涂羟基磷灰石(HA)涂层和钛涂层的研究报导较多,并成功地应用于临床试验。

羟基磷灰石涂层对生物体无毒,耐体液腐蚀,且对生物体组织有良好的适应性和亲和性,耐长期运动过程中的磨损,有足够的力学性能。

钛质植入体具有较好的化学稳定性,并且与组织结合良好,与体液相容。

用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。

我国的上海硅酸盐研究所在生物涂层材料的研究方面也取得了较好的进展。

3.5 其它应用等离子喷涂时熔粒的冷却速度可达105~106 K/s,这种高速冷却可在涂层中产生非晶态相的组织结构。

大气等离子喷涂Fe基非晶合金粉末(含Si、B、Cr、Ni 等)制备的高非晶含量的Fe基非晶合金涂层致密度高、孔隙率低、氧化物含量少,其显微硬度在HV0.1700~950内,结合强度在27 MPa以上。

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。

4 等离子喷涂技术的发展趋等离子喷涂技术作为一种先进的工业技术,在近代工业中地位越来越重要,应用范围也在随着高新技术的发展而不断扩展,但仍存在许多问题需要解决,有以下几方面的发展趋势或方向:(1)研制全方位微电脑控制的高能、高速、高焓的新型等离子喷涂设备。

深入研究探索新的诊断技术,利用现代测试技术,探索应用神经网络和模糊控制策略,实现等离子喷涂过程的智能控制,完善喷涂过程的实时诊断。

(2)合理选择喷涂工艺,优化工艺参数,改善粉末受热和熔化状态,减少环境对高温粒子的污染和氧化,从而形成性能优异的涂层。

利用激光、超声波等现代技术,研究并应用复合工艺,使涂层结构更趋完善。

(3)进一步研究涂层的形成机理、孔隙形成机理,寻求消除或减少孔隙率的方法,以及研究涂层与基体的结合机理等,提高涂层结合强度。

(4)等离子弧或等离子火焰产生时,发出强烈的噪声损伤操作人员听觉器官,并辐射出红外、紫外线等,对人眼、皮肤伤害极大。

因此,需研究开发出能有效防止光辐射、高噪音、有害衍生气体、粉尘及有害物质的新型等离子喷涂机,从而从根本上改善工作环境。

(本文选自《热处理技术与装备》)。

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