等离子喷涂超细热喷涂粉末材料

等离子喷涂超细热喷涂粉末材料

一般来说，粒径小于100nm的团圆体称为超细热喷涂粉末材料，或纳米材料。纳米材料属于团簇与宏观物体之间的过渡材料，具有一系列的奇特性。例如，当磁性粒子的尺寸小于磁畴的临界尺寸时，磁性粒子的会萃是超顺磁性的，矫顽力大大进步。超细金属粉在一定的低温下具有一定的保温机能。超细热喷涂粉末的特点之一是比表面积大。因为比表面积大，外界的化学和物理因素很轻易对其产生影响，显示出更大的物理和化学活性，因此可以制成敏捷度高、响应速度快的传感器。以及不同用途的催化剂。在美国固体火箭燃料中加入超细铝粉，使燃料效率进步了几个百分点。同时，因为尺寸小和表面效应，一些超细材料对较宽波段的电磁波具有较强的吸收能力。美国F-117A隐身飞机使用的一种隐身技术是，机身表面涂有超细电磁多层复合膜，在7-700兆赫波长下吸收和衰减高达14分贝。举办了四次纳米材料国际会议，展示了纳米材料在提高前辈磁记实材料、薄膜材料、导电泥浆、金属陶瓷、化学催化、过滤和传感器等领域的应用远景。超细热喷涂粉末的制备方法分为物理法和化学法。化学方法包括化学气相沉积法、反应沉积法和醇水解法。物理方法包括激光汽化和等离子体汽化。等离子体蒸发法利用直流电弧等离子体的高温使原料汽化，与其它气体发生反应。经由冷却沉积，可获得超细热喷涂粉末。

等离子喷涂具有效率高、工艺简朴的特点。在实际应用中，为了获得不乱大体积的等离子体，可以对材料进行足够长时间的加热和充分蒸发，从而进步材料制备效率。目前，直流电弧和射频等离子体相结合的方法得到了广泛的应用。混合等离子体法。实验结果表明，混合等离子体法制备的Fe2O3、Si3N4、SiC、Sb2O3等材料具有纳米尺寸和平均分布的特点。以东京大学和日本国家产业化化学实验室为例，采用该方法制备了高纯非晶态Si3N4和β-SiC超细粉体。10-20nm的分布率在80%以上，呈纯白色。为了进一步进步制备效率和质量，研究了双射频等离子体和直流电弧等离子体的混合方法，以获得更大、更不乱的等离子体电弧。

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此外，等离子喷涂溅射可以有效地细化粗晶热喷涂粉末，比传统的真空喷涂或超声雾化更为利便、高效。这就是所谓的等离子热基法，它是用等离子将50-100微米的热喷涂粉末送入熔化过程，高速喷涂到温度高于原料熔点的不锈钢或陶瓷板上。因为板料的温度高于原材料的熔点，原粉料不会沉积在板料上，而是因为表面张力“破碎摧毁”后反弹。它在凝聚前迅速球化，形成较小尺寸的热喷涂粉末。例如，用80kw9m等离子喷涂设备、氮气/氢气工作气体、不锈钢基板，原料为50-100um铜粉，基板加热到900℃左右，每小时热基法可得到13.5-20.2kg/h（2-5）um的细铜粉。铜粉的氧化速率和粒度平均性均优于传统的雾化法。

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