發(fā)布日期：1-24                            來源：豆丁網(wǎng)

  材料表面處理技術(shù)是目前材料科學(xué)的前沿領(lǐng)域，利用它在一些表面性能差和價格便宜的基材表面形成合金層，取代昂貴的整體合金，節(jié)約貴金屬和戰(zhàn)略材料，從而大幅度降低成本。激光束、電子束、離子束同為高能密度束，由于能量密度高，穿透性強(qiáng)，已廣泛應(yīng)用于金屬表面改性，其中，壓縮電弧等離子束表面處理技術(shù)是近年來發(fā)展的一種材料表面處理新技術(shù)，其特點(diǎn)在于獲得高的表面加熱、冷卻速度或直接把元素注入或熔入材料表面，通過改變材料表面的物理結(jié)構(gòu)或化學(xué)組分，使材料的性能得以顯著改善和提高。目前，等離子表面處理因其性能的優(yōu)勢和低廉的成本已成為材料科學(xué)領(lǐng)域最活躍的的研究方向之一。

  等離子體是一種電離的氣態(tài)物質(zhì)，存在具有一定能量分布的電子、離子和中性粒子，在與材料表面的撞擊時會將自己的能量傳遞給材料表面的分子和原子，產(chǎn)生一系列物理和化學(xué)過程。一些粒子還會注入到材料表面引起碰撞、散射、激發(fā)、重排、異構(gòu)、缺陷、晶化及非晶化，從而改變材料的表面性能。根據(jù)溫度不同，等離子體可分為高溫等離子體和低溫等離子體（包括熱等離子體和冷等離子體）。高溫等離子體的溫度高達(dá)106k-108k，在太陽表面、核聚變和激光聚變中獲得。低溫等離子體的溫度為室溫~3×10K，其中熱等離子體一般為稠密等離子體，冷等離子一般為稀薄等離子體。在材料表面改性技術(shù)中，濺射、離子鍍、離子注入、等離子化學(xué)熱處理工藝應(yīng)用的是在低壓條件下放電產(chǎn)生的低壓（冷）等離子體，而等離子噴涂、等離子淬火及多元共滲相變強(qiáng)化、等離子熔覆或表面冶金等工藝中應(yīng)用的是低溫等離子體中的稠密熱等離子體，通常指壓縮電弧等離子束流。

  等離子熔覆技術(shù)是采用等離子束為熱源，在金屬表面獲得優(yōu)異的耐磨、耐蝕、耐熱、耐沖擊等性能的新型材料表面改性技術(shù)。

  在按照程序軌跡運(yùn)行的DC-Plasma-Jet等離子束流的高溫下，高能束流熔覆的過程是把合金粉末利用同步送粉器送到需要進(jìn)行強(qiáng)化處理的工件表面，同時利用高能束流輻照使合金粉末熔化，工件表面淺層同時熔化，在工件表面形成合金熔池，高能束流束移開之后，在工件自身的快遞熱傳導(dǎo)以及工件周圍空氣的輻射傳熱作用下，合金熔池快速凝固，從而形成成分均勻、致密、組織細(xì)小均勻、無顯微氣孔及裂紋，同工件形成良好冶金結(jié)合的高質(zhì)量冶金涂層。

  目前，等離子束熔覆大多采用噴涂用Ni基、Co基和Fe基自熔合金粉末，向自熔合金中添加WC、Tic等陶瓷相及陶瓷形成元素?？尚纬商沾蓮?fù)合涂層或梯度涂層。熱噴涂粉末結(jié)晶溫度區(qū)間大，應(yīng)用于等離子束熔覆時，涂層氣孔和裂紋傾向增大。等離子熔覆屬于一種表面快速冶金過程，可得到符合相圖的各種合金，也可得到遠(yuǎn)離平衡的超合金。因而開發(fā)等離子熔覆專用材料將是等離子熔覆研究的重要方向之一。