电泳技术

热喷涂材料选择的基本原则正确的热喷涂涂层材料的选择是一个连续而复杂的过程，它应该从涂层初始设计阶段开始，直到涂层使用性能的参考结束为止。涂层设计工作者必须具有各种涂层材料的材料科学基础知识和对使用工况条件的深刻了解，还应对各种热喷涂工艺的特性及喷涂工艺过程的影响有充分的认识，才能实现最佳的涂层材料选择和设计。对涂层材料的要求是多种多样的，特别是涂层材料的功能选择原则。在此对热喷涂涂层材料的选择应该遵守的原则归纳如下：1）依据使用工况条件或设计的涂层性能指标参数，选择涂层材料的功能，首先必须满足功能要求。2）满足热喷涂工艺的需要，如线材的直径、表面质量，粉末的粒度、流动性、松装密度等。3）与基体材料有良好的性能匹配关系。

实际工作应用中，我们将热喷涂材料按种类分为线（棒）材喷涂材料、粉末喷涂材料、钎焊材料和辅助材料。热喷涂线（棒）材分为火焰喷涂用和电弧喷涂用线（棒）材。热喷涂粉末材料又分为金属及合金粉末、自熔性合金粉末、可磨耗涂层粉末、陶瓷粉末、金属陶瓷粉末、复合粉末材料。钎焊材料主要包括经过热喷涂工艺后还需进行随后的扩散热处理的涂层材料。辅助材料主要包括喷砂处理用材料、遮蔽材料和封孔材料。

氧-乙炔火焰重熔设备组成氧乙炔火焰重熔的设备组成与氧乙炔火焰粉末喷涂类似，只需增加重熔枪。辅助设备上要增加加热和缓冷装置，以便在重熔过程中能够有效地控制工件的温度。若采用一步法喷焊，只需要氧气、乙炔供给装置和喷焊枪，因而设备组成简单，移动方便。（１）喷焊枪是氧乙炔火焰重熔的主要工具。许多氧乙炔火焰粉末喷枪都具备既可喷涂又可重熔的功能，如前面介绍的ＱＴＥ７／ｈ型喷枪等。目前使用最普遍的是中小型喷焊枪，既可用于一步法喷焊，也可用于二步法喷焊。这一类喷焊枪属于射吸式，采用混合气送粉。氧气抽吸乙炔的射吸结构及氧气、乙炔流量的调节机构与普通焊炬原理一样，集中安装在手柄上。与普通焊炬不同的是增加了粉末输送装置，它由粉罐（粉斗）、送粉阀及射吸室等部分组成。当混合气进入射吸室后

爆炸喷涂人们很早就发现可以根据燃烧的激烈程度将可燃气体的燃烧过程分为：普通燃烧过程、爆燃过程、普通爆炸过程和爆轰过程。其中爆轰过程是最激烈和最不易获得的，以氧气和乙炔为例，在爆炸过程中爆炸中心的温度高达３４００℃以上，爆轰波产生的速率在１５００ｍ／ｓ以上。研究表明在一端封闭长１～２ｍ的管子中充满氧气和乙炔，在封闭端点燃该混合气体可以获得爆轰过程，同时产生爆轰波。２０世纪５０年代中期，美国联合碳化物公司首先利用该原理制备了世界上第一台爆炸喷涂设备（ｄｅｔｏｎａｔｉｏｎｇｕｎ，简称Ｄｇｕｎ），用于各种零部件的涂层制备和零件修复。爆炸喷涂原理爆炸喷涂的基本原理爆炸喷涂的基本原理是利用可燃气体爆炸产生的冲击波能量，将待涂覆的粉末颗粒加速加热，轰击到基体表面形成涂

冷气动力喷涂的优点其他与热喷涂工艺比较，具有以下优点：１）喷涂效率高，可达３ｋｇ／ｈ，沉积效率高，沉积效率为７０％；冷喷涂涂层致密且氧化物含量低。２）对基材热影响小，晶粒生长速度极慢（有可能维持纳米组织结构），接近锻造组织（与传统涂层相比硬度高），具有稳定的相结构和化学成分，基本不需要遮蔽，喷涂损失小，喷束宽度可调至小于３ｍｍ。３）涂层外形与基材表面形貌保持一致，可达到高等级表面粗糙度；喷涂距离极短（可小于１０ｍｍ）。４）涂层致密，可制备高热传导率、高导电率涂层，冷喷涂纯铜涂层的导电率是９０％，火焰喷涂层和ＨＶＯＦ喷涂层的导电率小于５０％。５）氧化物含量低，冷气喷涂氧化物含量仅为０２％，粉末火焰喷涂的氧化物含量ＨＶＯＦ喷涂氧化物含量分别为１１％和０

冷气动力喷涂涂层材料与基体材料的匹配性在一定的喷涂工艺参数条件下，用不同的涂层材料在相同的基体材料上或用相同的涂层材料在不同的基体材料上制备涂层，其结合强度有显著的不同。各种不同的涂层材料在不同的基体材料上形成涂层涂层粒子变形。具有塑性的粉末粒子在一定的喷涂速度下，无论是碰撞在光滑的还是粗糙的刚性（如不锈钢等）基体材料上，均将产生塑性变形，在基体表面上形成涂层；而具有塑性或刚性的涂层材料粒子在一定喷涂速度下，碰撞在光滑的软（铝、铜等）基体材料上，均将产生嵌入式或嵌入式变形，形成涂层。两者具有不同的结合强度。不同涂层材料与基体材料配对分别用Ｎ２和Ｈｅ作工作气体时的涂层结合强度

冷气动力喷涂影响冷气动力喷涂工艺的因素除临界速度外，影响冷气动力喷涂工艺的主要因素有气体压力（约３５ＭＰａ）、气体温度（３５０～６８０℃）、粉末材料粒度（５～４５μｍ）和喷涂距离（约１０ｍｍ）。一般来说，随着气体压力的增加，临界速度增加；气体初始温度的增加，碰撞界面局部温度随着升高；粉末材料的种类不同，粉末粒度不同、喷涂距离不同，其临界速度也不同。Ａｌ颗粒的喷涂距离和粉末速度的关系曲线

冷气动力喷涂临界速度临界速度是指喷涂粒子碰撞基体材料前能正常形成涂层的速度。当高压气体携带粉末材料经喷枪喷嘴加速后，能否形成所期望的涂层，粉末材料的飞行速度十分关键，是冷气动力喷涂最重要的工艺参数。粒子碰撞基体材料前的速度，对于一定的喷涂材料存在一定的临界速度。只有超过临界速度的喷涂粒子才能形成涂层。根据不同的种类的材料，喷涂粒子的临界速度一般为５００～７００ｍ／ｓ。高速金属粒子碰撞基体后产生局部高压以及大的塑性变形，破碎并挤出粒子和基体表面的氧化膜，使粒子与基体间达到新鲜金属间紧密接触。对于给定材料，临界速度的存在意味着粒子的结合需要一定的塑性变形量。因此喷涂粒子的加速行为以及碰撞基体的变形行为是非常重要的，碰撞粒子速度对粒子与基体变形碰撞界面温度升高影响较大。随着喷涂粒子速度的增加，

冷气动力喷涂设备组成 冷气动力喷涂设备由控制装备、喷枪、加热器、送粉器、喷涂机械手及其他辅助装置组成。冷气动力喷涂系统的核心是喷枪拉瓦尔（Ｌａｖａｌｎｏｚｚｌｅ）喷嘴和加热器。冷气动力喷涂设备组成

冷气动力喷涂冷气动力喷涂技术（ＣＧＤＳ）是近期发展起来的一门新兴的表面工程新技术。２０世纪８０年代中期由俄罗斯人Ａｌｋｉｍｏｖ等人偶然发现了该项技术，并且利用该项技术在不同的基体上喷涂沉积纯金属、合金和金属陶瓷复合涂层。到了２０世纪９０年代获得实用冷气动力喷涂专利技术，于２０００年推出第一台商用计算机控制的冷气动力喷涂设备。冷气动力喷涂技术是一项既经济又实用的喷涂技术，可用于材料的表面涂层制备，改善和提高材料的表面性能。如：耐磨性、耐蚀性、导电性、材料的力学性能等其他功能，最终达到提高产品质量的目的。冷气动力喷涂技术是在低温状态下实现涂层的沉积，涂层中形成的残余应力低（主要是压应力），涂层厚度可达到数毫米；对基体热影响区小，对喷涂粉末无任何热影响，无氧化，无污染