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热喷涂技术应用与发展调研分析

李君  
【摘要】:在表面工程技术中,热喷涂技术是重要的表面处理技术之一。热喷涂技术不但能够提高材料或构件的力学性能,而且可以制备具有光、电、热、声、磁等性能的表面涂层。热喷涂技术使用广泛,它可以对纯金属或合金进行表面改性,也可以对陶瓷、塑料等大多数非金属进行表面改性。热喷涂技术还具有经济效益突出、加工灵活等优点。目前,热喷涂技术逐渐发展成为材料研究的重要领域。 本文以表面工程技术作为出发点,重点讨论了热喷涂技术的原理、发展和应用,并且对不同种类的热喷涂方法做了详细的介绍。本文讨论的热喷涂方法有火焰喷涂(超音速火焰喷涂)、电弧喷涂、等离子喷涂和冷喷涂。对于每一种喷涂方法,都从基本的原理开始,进而讨论所需的材料、设备、工艺参数,并且对每种热喷涂技术的应用进行了介绍。本文对热喷涂技术做了归纳性的总结,对各种喷涂技术进行了对比,并指出了目前热喷涂技术中存在的主要问题,对以后的发展方向和趋势进行了展望,并得出以下结论: (1)在喷涂材料的选择方面:火焰喷涂技术、等离子喷涂技术和超音速火焰喷涂技术喷涂材料的选择范围广,电弧喷涂技术和冷喷涂技术喷涂材料的选择有一定的局限性。 (2)在涂层与基体的结合强度方面:冷喷涂、超音速火焰喷涂和等离子喷涂涂层与基体的结合强度相对较高,电弧喷涂涂层与基体的结合强度次之,火焰喷涂涂层与基体的结合强度最低。 (3)在涂层的孔隙率方面:高速火焰喷涂涂层、等离子喷涂涂层和冷喷涂涂层孔隙率相对较低,电弧喷涂涂层和火焰喷涂涂层孔隙率较高。 (4)在基础理论的研究方面:热喷涂技术是一个涉及多学科,交叉性很强的边缘性学科。它由于受到高温、高速以及力学非均匀性等参数因素的影响,热喷涂技术基础理论的研究面临很大的困难,基础理论的研究尤为重要。 (5)在新型喷涂材料研发方面:热喷涂材料总的发展趋势是:涂层成分的复合化和低杂质化,结构的超微化和纳米化,而且纳米结构复合型,多元合金等各种新型材料的研发为研究的热点。 (6)在喷涂工艺和设备研发方面:提高涂层质量和扩展喷涂材料的关键是要提高喷涂粒子的能量和速度,因此,热喷涂工艺和设备的改进和开发要向着高能和高速的方向发展。 (7)在新的应用领域拓展方面:热喷涂技术具有和其它学科彼此渗透、相互贯通的特点,利用这一特点不断的开发新的热喷涂技术,并开发出新的热喷涂技术应用领域。热喷涂技术与其它相关技术的结合是探索和开发热喷涂新应用领域的有效途径。


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