文档介绍：等离子喷涂制备纳米结构涂层研究进展摘要等离子喷涂制备的纳米结构涂层在耐热、耐磨、耐蚀、生物相容性等方面比传统微米级涂层具有更优良的性能。从纳米喂料的制备、纳米涂层的制备及其结构和特性三方面评述了等离子喷涂纳米涂层研究的进展,探讨了等离子喷涂纳米涂层研究中存在的主要问题,并展望了等离子喷涂纳米涂层的发展前景。关键词等离子喷涂;纳米材料; 喂料 1引言等离子喷涂技术是目前最常用的纳米涂层制备技术之一[1]。纳米涂层是通过在表面涂层中添加纳米材料, 获得纳米复合体系涂层, 可以获得很多优良的性能, 有着十分广阔的发展和应用前景。等离子喷涂利用的等离子弧能量集中,焰流温度高,可以熔化绝大多数金属、陶瓷及金属陶瓷等是一种理想的高温热源,而且等离子喷涂具有沉积速度快,生产效率高、适用范围广等优势,在材料表面改性方面发挥了重要作用。充分利用纳米材料、纳米结构的优异性能, 将等离子喷涂技术与纳米技术相结合制备含有纳米颗粒的涂层, 为表面工程的发展开辟了新的途径[2]。本文介绍了纳米结构喂料的制备方法, 纳米涂层的制备及其结构和特性三方面评述了等离子喷涂纳米涂层研究的进展, 探讨了等离子喷涂纳米涂层研究中存在的主要问题, 并展望了等离子喷涂纳米涂层的发展前景。 2喂料童翔等[3] 探索了等离子喷涂用纳米结构喂料的制备工艺,并采用此方法制备了纳米结构的 Al 2O 3 -13%TiO 2 喂料。采用等离子喷涂工艺进行了喷涂试验。试验结果表明, 该喂料可用于等离子喷涂, 涂层良好。其热喷涂用纳米结构喂料的制备工艺: 纳米粉体的分散→纳米浆料的制备→离心脱水制的陶瓷坯泥→等静压压制并烧结制成素坯→破碎、研磨、筛分制成 40~ 60μm 的喷涂用粉。孙海全等[4] 的研究表明: 在喂料制备过程中发现, 粉体的松装密度和搅拌时间是成两段线性关系, 不同的喷雾造粒温度对粉体形貌有重要的影响。在 250 ℃制得的粉体内部部分中空、结合强度高、球形度好。粉体经合适的温度烧结后, 没有新物相生成, 是适合等离子喷涂的纳米喂料。李长青等[5] 采用 CDD 热喷涂状态监测设备对采用喷雾造粒方法制备的纳米结构 Al 2O 3 -13%Tio 2 喂料在等离子喷涂过程中的温度特性进行了研究。结果表明, CDD 设备清晰地捕捉到了飞行粒子,其流量呈近似正态分布。喂料的温度最高超过 2600 ℃,当下降到熔点附近时出现再次升高现象, 内部熔化材料随气体在局部喷发而流到表面是导致出现这一现象的主要原因。综上, 喂料工艺用于等离子喷涂可以得到良好的涂层, 不同的喷雾造粒温度对粉体形貌有重要的影响。 3 等离子纳米涂层的制备纳米结构材料的制备方法成为了材料科学研究的热点, 热喷涂技术是制备纳米结构材料的有效途径 6] 。等离子喷涂过程中,飞行粒子的温度对涂层结合强度、孔隙率、沉积效率、热应力等具有重要影响。采用喷雾造粒方法制备的纳米结构喂料是纳米尺度颗粒的团聚体, 喷涂过程粒子温度过高不仅导致烧损严重, 形成的涂层热应力增加, 造成晶过度长大。因此, 控制热喷涂过程中喂料的温度,是获得含纳米结构高性能涂层的必要条件[5]。邢亚哲等[7] 的综述表面, 可以通过控制涂层沉积过程中的基体温度来实现对涂层微观结构的控制, 有可能使涂层的结合率提高到近 100% , 获取不同微观结构的涂层, 从而实现对涂层各