等离子喷涂原理、特点、设备

1.等离子态和等离子体 
       等离子态是指物质原子内的电子在高温下脱离原子核的吸引、使物质成为正负带电粒子存在的状态；由于其具有独特的性能，被称为物质的第四态。 
       等离子体是一种由自由电子、正离子、中性原子和分子组成的电离气体云。等离子体的产生是由于有足够的能量传递给气体而引起其电离。例如，如果气体被加热到50000C以上，化学键会发生断裂而其原子进行非规则的运动，这就引起原子碰撞造成一些电子脱离原子核，而失去了电子的原子核，就成为带正电荷的正离子。当气体经历了这一离子化过程，就成为等离子体。

2.等离子弧及其产生原理 
        众所周知，等离子喷涂是通过等离子弧加热溶化喷涂粉末粒子而实现的。电弧是在两电极间产生强烈而持久的一种气体放电现象。当用开关电器断开电流时，如果电路电压不低于（10~20）V，电流不小于（80~100）m A，电器的触头间便会产出电弧。电弧本身是高温导电率的游离气体，它的形成就是在电极触头之间的中性质点（分子和原子）被游离的过程。开关触头分离时，触头间距离很小，如果电场强度（E=U/d）超过3*106V/m，阴极表面将发生强电场发射，即阴极表面的电子被电场力拉出而形成触头空间的自由电子。然后，这些自由电子和触头间原有的少数电子，在电场力的作用下向阳极作加速运动，并且在途中不断地和中性质点相碰撞而打出电子，形成自由电子和正离子（碰撞游离）。新形成的自由电子又向阳极作加速运动，也会与中性质点碰撞而发生游离。碰撞游离连续进行的结果是触头间充满了电子和正离子，具有很大的电导；在外加电压下，介质被击穿而产生电弧。 
       等离子弧属于压缩电弧。电弧的阴极一般采用钨电极（通常是W-TH），阳极接喷嘴（前枪体）和/或工件，两者之间加上一个较高的电压。经过高频振荡器的激发，使气体电离形成电弧。 

3.等离子体喷涂的基本原理 
       等离子喷涂是采用刚性非转移型等离子弧为热源，以喷涂粉末材料为主的热喷涂方法。产生等离子弧的设备是等离子喷枪，它由钨电极、前枪体、后枪体、送粉管、工作气体和气管、电源和控制器等部分组成。进行喷涂时，喷枪的钨电极（阳极）和喷嘴（前枪体——阳极）分别接电源的负极和正极，工作气体（根据工艺需要采用氮气、氩气或混入5%～15%的氢气等）经进气管进入喷枪，在弧柱区发生电离而形成等离子体。但是，前枪体和钨电极之间是有一段距离隔开的，故电源的空载电压加上后并不能立即产生电弧，而是要在前枪体和后枪体之间并联一个高频电源，接通后在钨电极与前枪体间发生火花放电，才能引燃电弧。电弧引燃后，再把高频电路切断。工作气体在引燃后电弧压缩作用，温度升高，喷射速度增大，形成高温高速等离子射流从喷嘴喷出。此时从送粉管送入粉状喷涂材料，使其在等离子焰流中被加热到熔融或半熔融状态，并被加速而向经预处理的工件表面喷射和撞击，发生流散、变形和凝固，沉积于工件表面而形成涂层。 

4.等离子喷涂的工艺流程 
       喷涂工艺术包括以下四个基本工序—表面预处理、预热、喷涂、涂层后处理。为使涂层与基体材料很好的结合以及满足喷涂工艺的需求，基材表面必须进行预处理，包括表面预加工、净化、粗糙化和黏结底层等几步操作。预热目的是为了消除工件表面的水分，提高喷涂时涂层/基体界面温度，减少基材与涂层材料的热膨胀差异造成的残余应力，以避免涂层开裂和提高涂层与基材的结合强度。预热湿度取决于工件的大小、形状和材质以及涂层材料的热膨胀系数等因素。喷涂  这是整个喷涂工艺的主体和关键工序，其他的工序都是为了保证此步而进行的。喷涂的操作主要是选择喷涂方法和确定喷涂参数。涂层的后处理   有些涂层在喷涂后不能直接使用，而须进行各种后续处理。

5.等离子喷涂的特点、设备   
       等离子喷涂是近十年间发展起来的一项新工艺，由于等离子喷焰具有温度高(超过一切己知物质的熔点)、速度大(通常为100一1000米/秒)、气氛可控的特点，是在普通材料上涂敷各种耐高温、耐研磨、耐腐蚀和其他特殊性能的涂层的有力工具。实跷表明，和火焰喷涂及电弧喷涂相此，用等离子喷涂方法得到的涂层密度较高，和基材桔合较好。 
等离子喷涂全套没备中包括喷抢、送粉器、控制柜、电源系统、水路气路系统、通风抽尘等保护投备。