Принцип термического распыления

1. Формирование термоспреевых покрытий

Во время термического распыления частицы материала покрытия нагреваются до расплавленного состояния или состояния высокой пластичности с помощью источника тепла. Под воздействием внешнего газа или самого пламени они атомизируются и распыляются на поверхность подложки с высокой скоростью, и частицы материала покрытия violently сталкиваются с подложкой. Деформация и уплощение осаждаются на поверхности подложки, и в то же время частицы быстро охлаждаются и затвердевают, а частицы осаждаются слоями, образуя покрытие.

2. Структурные характеристики термоспреевых покрытий

Процесс формирования термоспреевого покрытия определяет структурные характеристики покрытия. Термоспреевое покрытие имеет слоистую структуру, в которой бесчисленные деформированные частицы переплетены и уложены друг на друга волнами. Между частицами в покрытии неизбежно присутствуют некоторые поры и пустоты, сопровождаемые оксидными включениями.

3. Механизм связывания термоспреевого покрытия

Связывание покрытия включает в себя связывание покрытия с подложкой и связывание внутри покрытия. Сила связывания между покрытием и поверхностью подложки называется силой связывания, а сила связывания внутри покрытия называется когезионной силой. Механизм связывания между частицами и подложкой в покрытии и механизм связывания между частицами все еще неясны, и обычно считается, что существуют следующие способы.

(1) Механическое соединение

Частицы, сталкивающиеся в плоской форме и колеблющиеся с поверхностью подложки и неровной поверхностью, подгоняются друг к другу и соединяются механическим зацеплением частиц (якорный эффект). В общем, сочетание покрытия и подложки в основном осуществляется механически.

(2) Металлургико-химическое соединение

Это тип связывания, когда между покрытием и поверхностью подложки происходят металлургические реакции, такие как диффузия и легирование. Когда после распыления выполняется повторное плавление или распылительная сварка, связывание между слоем распылительной сварки и подложкой в основном осуществляется металлургическим способом.

(3) Физическое соединение

Связь между частицей и поверхностью матрицы, образованная силами Ван дер Ваальса или субвалентными связями.

4. Остаточные напряжения покрытия

Когда расплавленные частицы сталкиваются с поверхностью подложки, они охлаждаются и затвердевают, деформируясь, что приводит к образованию напряжения сжатия. Внешний слой покрытия находится под растягивающим напряжением, а подложка иногда включает внутренний слой покрытия, что создает сжимающее напряжение. Это остаточное напряжение в покрытии вызвано условиями термического распыления и различиями в физических свойствах распыляемого материала и основного материала. Оно влияет на качество покрытия, ограничивает его толщину, и в процессе необходимо принимать меры для устранения и снижения остаточного напряжения покрытия.