金属表面喷涂陶瓷涂层技术

热喷涂是最常用的陶瓷涂层制备技术，氧乙炔火焰喷涂最早用来制作金属陶瓷涂层，但是由于能量密度低，粒子飞行速度慢，涂层气孔裂纹等缺陷多，涂层与基体结合强度低，使其发展受到限制。由于等离子弧高温区的温度可以达到10000K以上，能熔化所有的固体物质，所以等离子弧喷涂技术起初被认为是理想的制作金属陶瓷涂层技术。

图（1）等离子喷涂高温区
目前，采用合理的工艺参数喷涂金属陶瓷NiCr-Cr3C2已能获得均匀、致密并以金属陶瓷Cr3C2为主的涂层，涂层与基体结合强度高，但不管是包覆型粉末还是烧结型粉末，喷涂后都有不同程度的脱碳，金属陶瓷Cr3C2的脱碳量随着电流增大而增加。超音速火焰喷涂是80年代发展起来的一种高速火焰喷涂技术，由于火焰温度低约3000℃，速度1500m/s，在喷涂金属陶瓷材料过程中能有效地抑制和减少碳化物的分解，用其喷涂的涂层具有结合强度高、致密性好、组织结构均匀的特点，已成为制备这类涂层的主要技术之一。对于NiCr-Cr3C2金属陶瓷来说，利用超音速火焰可以有效地抑制Cr3C2在喷涂过程中的分解，制备的涂层能较好地保持陶瓷原有的良好耐磨性，结合强度高，孔隙率低，同时成本明显降低。

图（2）喷涂陶瓷涂层的转台夹具

采用HVOF、等离子喷涂、电弧喷涂、爆炸喷涂等方法喷涂金属、陶瓷、金属陶瓷和非晶态等耐磨涂层，可以有效地提高基体材料的耐磨性。深入研究热喷涂层的磨损机理及涂层组织结构对磨损特性的影响，为改善涂层组织、优化喷涂工艺以及开发新型耐磨涂层提供理论依据。

图（3）金属表面隔离金属的陶瓷涂层

金属与陶瓷材料各有其独特的优异性能和明显的性能弱点，如何把金属与陶瓷材料各自的优势性能结合起来，一直是材料科学与工程界研究的方向。金属陶瓷复合涂层技术，即在塑性的基体上均匀地分布着颗粒形状、尺寸大小适当的陶瓷相，成功地实现金属和陶瓷的优势结合，制备既有金属强度和韧性，又有陶瓷耐高温、耐磨损、耐腐蚀等优点的复合材料，大大拓宽了金属材料和陶瓷材料各自的应用范围，在航空、航天、化工、机械、电力等工业领域得到成功应用。