热喷涂制备纳米涂层的研究现状与展望.docx

    热喷涂制备纳米涂层的研究现状与展望    惠阳【摘  要】纳米材料具有较小尺寸的晶粒，同时拥有表面效应以及量子效应等优势，在很多方面都具有典型性能，诸如光、热、化学以及磁等方面，已经是当前重点研究的领域应用纳米涂层，提供给纳米材料更新的发展方向很多的制备纳米涂层技术中，最为经济有效的制备纳米涂层的方式即为热喷涂技术，可以展现出防腐蚀、耐磨、热绝缘等功效本文对于热喷涂制备纳米涂层的研究情况展开分析关键词】热喷涂;纳米涂层;制备;研究现状;未来展望在纳米技术不断进步与发展的情况下，传统的表面工程迈进了纳米表面工程时代在纳米表面工程中，热喷涂为组装纳米材料成纳米涂层非常有效的策略纳米涂层组装是一项纳米表面工程，经特殊工艺进行加工零维的纳米质点、一维纳米线成纳米结构喷涂粉材，通过现代表面加工技术构建纳米涂层，也能够通过现代表面加工技术于基材表面直接的组装为纳米涂层一、热喷涂纳米涂层制备方法现状分析（一）等離子喷涂法（PS）等离子喷涂工作气体的构成就是Ar、N2或增添百分之五至十的H2电极区纳入了工作气体之后，通过阴极、阳极之间所形成直流电弧，进行加热离解为高温等离子体，同时喷出于喷嘴，产生高速等离子焰流，每秒500米到1 500米之间。

送粉气进行载入喷涂粉末在离子焰流内，极快的产生受热并且熔化，迅速在基体表面喷射沉积产生涂层等离子喷涂纳米涂层就是，可喷涂纳米的材料非常多，纳米涂层具有较少的孔隙，而且具备较强的结合率，能够采取惰性气体当作工作介质，所以能够将纳米粒子飞行期间形成的氧化问题明显减少二）超音速火焰喷涂法（HVOF）燃料气体跟助燃剂或者是液体燃料跟助燃剂，在采取相应比例于燃烧室中导入，同时进行混合的情况下，在电火花点燃基础上产生爆炸式燃烧的情况在燃烧以后所形成的高温高压气体，基于喷嘴的作用下前提下，产生超音速焰流，并且送粉气把喷涂粉末输送到高温燃气内形成加热熔融，进而随着焰流高速喷射，在基体表面进行沉积，之后产生涂层超音速火焰喷涂纳米涂层的典型特征就是，纳米粒子具有较快的运动速度，受热温度较低，同时具备均匀的受热现象，可以集中能量，同时纳米涂层内通常无氧化物，具备稳定的涂层化学成分，在一些硬质耐磨涂层中适用性较高而且具备极高的致密度，同时具有较低的孔隙率以及较高的结合强度，能够进行制备厚涂层三）爆炸喷涂法（D-GUN）先把相应比例O2、C2H2通过阀门系统，在混合室中进行混合，之后在枪筒中送进，之后在枪筒内进行送进雾化处理以后的喷涂粉末。

通过火花塞点火，混合气体出现燃烧以及爆炸的情况，由此形成爆轰波爆轰波的高温、高冲击压力状态中，喷涂粉末出现熔融，而且被高速喷向基体表面进而产生涂层结束了一次爆炸之后，把清洗气N2送入到室内，把剩余的燃气以及粉末进行清除，提供给下次的爆炸准备工作爆炸喷涂纳米涂层的特征也是相对显著的，即具备致密的涂层以及较低的孔隙率，而且涂层相对平滑状态四）双丝电弧喷涂法（TWAS）把导电金属丝材料（相反极性的两根）当作自耗电极，基于喂料滚轮下连续的进给，一直到喷枪端口部位形成接触，产生短路以及形成电弧电弧产生的热量，熔化了金属丝材，再采取压缩空气，雾化处理熔化的金属为微熔滴，之后在基体的表面部位进行喷射，最终产生涂层双丝电弧喷涂纳米结构涂层的电弧喷涂的产生，主要是通过纳米丝材电弧熔化以及雾化之后得到，完全的燃烧了粒子，所以具备相对稳定的喷涂质量，而且拥有较高的生产以及节能效率五）冷喷涂法（CS）工作气、送粉载气于高压源加压后加速工作气为形成高速的重要性介质，进入到腔膛前，预热大约一百到六百摄氏度之间，使得颗粒流速提升载气受热于另一加热器之后，通过送粉器，把粉末在喷枪送进，混合其他的工作气基于Laval喷嘴作用中提供给工作气携带粉体颗粒较强的超音速流动，按照完全固态模式在基体表面进行喷射沉积，最后产生涂层。

冷喷涂纳米涂层因为冷喷涂实施加速气流温度在600 ℃以下，同时具有较快的纳米粒子速度，所以能够防止产生氧化以及分解等问题，让涂层具备最初纳米粒子性质二、关键技术和发展趋势纳米涂层材料制备包含了较多的关键技术首先，就是纳米粉末材料的输送技术纳米颗粒具有较轻的质量，相较于表面积而言更大，实施喷涂期间，纳米粉末不具有良好的流动性，所以很容易产生粉末输送堵塞的问题，也阻碍纳米颗粒直接的在基材表面形成涂层所以，可以实施纳米粉末粒子复合再造粒技术，进行制备存在纳米晶结构的微米球形颗粒粉末材料其次，纳米粒子长大的抑制技术，使得于涂层内对于纳米晶结构实施有效的保护将喷涂粒子飞行速度进行提升，把喷涂热源温度减小，实施各种涂层制备技术（SPS，CGDS，HVOF等）为获取纳米晶涂层关键性模式最后，纳米合金粉末材料的制备技术制备纳米合金粉末材料举措是较多的，气体沉积法就是普遍应用到的方案，常见的就是等离子体以及高频感应等为了进一步的提升生产效率，减少成本支出，未来需要不断的革新制备技术热喷涂纳米结构涂层把纳米技术结合起了先进制造技术，具备广阔的工业发展潜力，未来需要更加广泛的应用热喷涂涂层以及进一步的扩展应用领域。

在未来的发展中，应该形成更健全完整的系统理论、应用理论，具体包括不断的完善研究喷涂用纳米粉体的开发以及生产，至设计、制备涂层，热喷涂期间粉末颗粒熔化机理，应用涂层等等方面同时将自动控制系统应用到纳米热喷涂工艺中不断的推进，热喷涂技术是工艺性阶段上，依靠严格的规程以及经验掌控涂层质量通过全面地落实纳米热喷涂技术的全程自动监测以及控制，达到热喷涂纳米涂层技术更先进化的发展另外，要加大力度探究热喷涂纳米涂层技术跟其它的纳米表面，例如纳米热喷涂复合于纳米激光重熔、纳米热喷涂复合于纳米电刷镀等，优化纳米热喷涂技术结束语热喷涂纳米涂层技术在我国的发展相对较晚，其涵盖了众多的学科领域，相对复杂但是当前纳米材料制备技术的发展前景依然是非常广阔的，需要未来进行不断的深入研究，相继改进已有技术，探索新型的技术手段，转化成热喷涂纳米涂层技术的动力，推动产业化发展Reference：[1]刘晓丽，李明.超音速火焰喷涂纳米结构WC-Co涂层研究进展[J].科技创新导报，2018（01）：104-105.[2]石绪忠，许康威，武笑宇.等离子喷涂纳米氧化铝钛涂层机械性能研究[J].表面技术，2018（04）：96-101.[3]刘晓明，杨月红，韩吉伟，托娅.纳米Fe-Al/Cr_3C_2复合涂层及其抗高温腐蚀性能[J].光学精密工程，2018（09）：2246-2253.[4]周羊羊，王海斗，马国政，李国禄，陈书赢，王海军，刘明.等离子喷涂纳米粉体制备技术及涂层性能研究现状[J].功能材料，2016（S1）：23-30.[5]赵岩，高阳，刘久成，刘洪军.等离子喷涂纳米结构YSZ涂层的结构与性能[J].中国表面工程，2016（04）：96-102.[6]高朝卿，刘洪军，刘久成，熊璇玥，高阳.低压等离子喷涂纳米YSZ-Al_2O_3涂层组织性能的研究[J].热喷涂技术，2016（03）：43-50.[7]何庆兵，李忠盛，吴护林，付扬帆，赵子鹏，陈大军.等离子喷涂ZrO_2基纳米涂层研究进展[J].兵器装备工程学报，2016（11）：128-132.（作者单位：陆军装甲兵学院）  -全文完-。