等离子喷涂解析ppt课件.ppt

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1、等离子体喷涂Plasmaspray等离子体分类冷等离子体热等离子体电弧、碘钨灯极光、日光灯电子温度100000C1eV聚变、太阳核心高温等离子体低温等离子体冷等离子体应用等离子体的化学过程刻蚀化学气相沉积（成膜）等离子体材料处理表面改性表面冶金光源冷光源（节能）热等离子体应用高温加热冶金、焊接、切割材料合成、加工陶瓷烧结、喷涂、三废处理光源强光源低温等离子体应用1、等离子体喷涂概念及原理2、等离子喷涂的应用（包括医疗器械）3、等离子喷涂技术1、等离子体喷涂的概念等离子喷涂是利用等离子焰流为热源的

2、热喷涂，利用等离子体枪产生的等离子体流将粉末加热和加速，在熔融或接近熔融的状态下喷向基体材料表面形成涂层。等离子弧产生的温度高达16000℃，喷流速度达300-400m/s，因而可以喷涂各种高熔点、耐磨、耐热涂层。等离子体喷涂原理示意图在圆锥形的阴极电极和圆筒形的阳极电极间打出电弧(电流约几十至几百安培)，由阴极后方导入的气体(通常是惰性气体氩气，Ar),立即被电弧的高温激发，变成等离子体，从圆筒形的阳极电极的远阴极的洞口喷出，形成等离子体火焰的射流(plasmajet)。圆锥形的阴极通常用难熔金属钨

3、制造，而阳极为铜。因为电弧的根产生在阳极上，阳极电极需要强制水冷。在结构上，连接拖带的只有两根电缆和气管水管，所以可以方便地装在机器手上，完成各种任务。如果作简单的等离子体喷涂工作，有时工人就直接握在手里进行工作。热等离子体表面处理技术等离子喷涂等离子喷涂的原理是:气体进入电极腔内,被电弧加热离化电子和离子的平衡混合物,形成等离子体；通过喷嘴时急剧膨胀形成亚音速或超音速的等离子流；喷涂粉末颗粒被加热熔化,有时还与等离子体发生复杂的化学反应,随后被雾化成细小的熔滴,喷射到基体上,快速冷却,形成沉积层。等

4、离子喷涂是集熔化—雾化—快淬—固结等工艺于一体的粉末固结方法,形成的组织致密,晶粒细小。由于等离子束流的高温作用,等离子喷涂特别适合于喷涂难熔金属、陶瓷和复合材料涂层。目前,等离子喷涂技术方面取得的最重要的进步之一是，在工业领域引进了三阴极喷涂系统。其技术核心是等离子喷枪有3个阴极和由几个被绝缘的环体串联组成的喷嘴组成,只有离阴极相对远的最后一个环体作为阳极工作。PlasmaSprayThermalspraymethodinwhichaplasmajetiscreatedbystrikinganarc

5、betweenananodeandacathodewithagasflowingthroughit.Amaterial(feedstock)isthenintroducedintotheplasmajetwhereitishighlyenergized,meltedtoamoltenstateandprojectedontothesubstrateofthepartbeingcoated.Theplasmasprayprocessoffersabroadbaseofmaterials(powder

6、s)includingmetals,ceramics,polymersandcomposites.PlasmaSprayProcessPlasmajetcanreachveryhightemperature>20,000KPlasmadisassociation离解effect(ionization)isimportanttoenhanceheattransferAlmostapplicabletoanymaterials:ceramics,metal,plastics,etc.Completemel

7、tingoftheparticleiscriticalforuniformcoatingResidualstressduetouneventhermalexpansionisimportant2、等离子喷涂的应用等离子喷涂具有喷涂材料范围广、调节方便、适应性强、喷涂气氛易控、涂层结合力强、气孔率可调等优点。可喷涂的材料范围不断扩大，从传统的金属粉末到各种功能陶瓷粉末，从微米粉末到纳米粉末都可以进行喷涂。等离子喷涂技术在国防、航空、工业、医学等领域发挥着重要的作用。热障是等离子喷涂材料应用最早、最广泛的

8、功能。使用等离子喷涂制备的热障涂层已经广泛的应用于航天飞机发动机引擎部件、燃烧室器壁、高效燃气轮机涡轮叶片、大型钢铁厂轧辊、核反应容器等方面。据估算，厚度为0.4mm的氧化锆陶瓷涂层可使基体温度降低100-300K，从而极大地延长了材料的使用寿命。在提高耐磨性方面，等离子喷涂技术发挥了巨大的作用，制备的钼基合金、Al2O3-TiO2、CrC-NiCr等耐磨涂层已经在汽车、造纸、纺织等领域得到广泛的应用。汽车速度的不断提高对汽车发动机运动部件的耐磨性提出了