熱噴塗技術是材料科學領域内表面工(gōng)程學的重要組成部分(fēn)，它是一(yī)種表面強化和表面改性的技術，通過在金屬基體(tǐ)表面噴塗一(yī)層塗層使金屬具有耐磨、耐蝕、耐高溫氧化、電(diàn)絕緣、隔熱、防輻射、減磨和密封等性能。熱噴塗技術主要用于高溫、耐磨、耐腐蝕等部件的預保護、功能塗層的制備及對失效部件的修複等。
陶瓷塗層技術的特點與整體(tǐ)結構陶瓷材料相比，陶瓷塗層技術具有如下(xià)特點：1.能有機地把金屬材料的強韌性、易加工(gōng)性等和陶瓷材料的耐高溫、耐磨和耐腐蝕等特性結合起來。2.合理選擇塗層材料和适宜的噴塗工(gōng)藝，可以獲得各種功能的表面強化塗層。3.不受基體(tǐ)的限制：用于熱噴塗的基體(tǐ)材料可以是金屬、陶瓷、水泥、耐火(huǒ)材料、石料、石膏等無機材料，也可以是塑料、橡膠、木材、紙(zhǐ)張等有機材料。4.不受工(gōng)件尺寸和施工(gōng)場所的限制。5.塗層沉積速率快，厚度可控，工(gōng)藝簡單。6.陶瓷塗層的可加工(gōng)性好，且塗層損壞後可再進行噴塗。
熱噴塗陶瓷塗層技術的應用領域十分(fēn)廣泛，主要有：1.熱障塗層。航空發動機的關鍵部件是高溫合金渦lun葉片和渦lun盤，這些受熱部件處于高溫、氧化和高速氣流沖蝕等惡劣環境中(zhōng)。對于承受溫度高達1100℃的燃氣lun機部件，已超過了鎳基高溫合金使用的溫度限（1075℃），有效的解決辦法是塗敷絕熱性好的高熔點陶瓷塗層，稱熱障塗層。熱障塗層主要用于航空、艦船及陸用燃氣lun機的受熱部件以及民用内燃機、增壓渦lun、冶金工(gōng)業用噴氧槍等器件。2.抗高溫黏着磨損塗層：熱處理爐輥、支承輥、燒結爐輥等高溫輥子多在800℃－1200℃高溫下(xià)運行，采用熱噴塗技術，在高溫爐輥表面噴塗特種陶瓷或金屬陶瓷塗層，具有良好的耐高溫、抗氧化、抗黏着、防節瘤和自清理淨化功能，既可顯著提高爐輥使用壽命，又(yòu)能制作表面光潔質量優良的鋼材。3.耐磨損耐腐蝕塗層:化工(gōng)廠用高壓往複式計量泵柱塞，采用噴塗Al2O3-TiO2複合塗層代替傳統的鍍鉻工(gōng)藝，其使用壽命提高了6倍。在低應力滑動磨損和磨蝕工(gōng)況下(xià)，幾乎所有原有鍍鉻的制品都可以用熱噴陶瓷塗層代替。4.功能塗層：等離(lí)子噴塗超音速噴塗超導陶瓷塗層都已應用成功。超導陶瓷塗層在磁屏蔽、微波元件、各類傳輸器、量子電(diàn)子器件等方面顯示出良好的應用前景。在0.1mm的鐵片上噴塗30μm的BaTiO3塗層，其介電(diàn)常數超過了6000，已廣泛應用于陶瓷片式電(diàn)容器。等離(lí)子噴塗形成的Al2O3塗層在厚度不到1mm時，能夠在1300℃的高溫下(xià)耐電(diàn)壓2500℃以上，滿足了高溫電(diàn)絕緣的要求。在钛合金基體(tǐ)上噴塗50-75μm羟基磷灰石等生(shēng)物(wù)活性陶瓷，提供了良好的化學相容性，因此，可作爲比較理想的人工(gōng)骨骼材料加以利用。
油田鑽井和采油工(gōng)程中(zhōng)，存在大(dà)量腐蝕和磨損問題，可以預計熱噴塗技術和陶瓷塗層有着廣泛的應用前景。
熱噴塗技術是材料科學領域内表面工(gōng)程學的重要組成部分(fēn)，它是一(yī)種表面強化和表面改性的技術，通過在金屬基體(tǐ)表面噴塗一(yī)層塗層使金屬具有耐磨、耐蝕、耐高溫氧化、電(diàn)絕緣、隔熱、防輻射、減磨和密封等性能。熱噴塗技術主要用于高溫、耐磨、耐腐蝕等部件的預保護、功能塗層的制備及對失效部件的修複等。
熱噴塗工(gōng)藝方法中(zhōng)應用較廣泛的有火(huǒ)焰噴塗、電(diàn)弧噴塗、等離(lí)子噴塗、爆炸噴塗和超音速噴塗技術。火(huǒ)焰噴塗是通過火(huǒ)焰噴槍實現的，噴槍通過氣閥分(fēn)别引入乙炔、氧氣或壓縮空氣，乙炔和氧氣混合後在噴嘴出口處産生(shēng)燃燒火(huǒ)焰，引入的粉狀或棒狀塗材在火(huǒ)焰中(zhōng)被加熱熔化後，在焰流的作用下(xià)形成霧狀小(xiǎo)液滴被噴射到基體(tǐ)表面形成塗層。電(diàn)弧噴塗所用的兩根線狀材料塗層材料由送絲lun自動導入，當在兩線狀材料之間通過大(dà)電(diàn)流時将産生(shēng)電(diàn)弧，線狀材料在電(diàn)弧的高溫作用下(xià)迅速熔化，并由壓縮空氣作用成小(xiǎo)液滴被噴射到基體(tǐ)表面形成塗層。等離(lí)子噴塗适用于粉狀塗層材料，等離(lí)子噴槍将電(diàn)能轉化爲熱能，産生(shēng)高溫高速的等離(lí)子焰流，其等離(lí)子焰流溫度可高達50000℃，能熔化所有的噴塗材料。爆炸噴塗是利用可燃性氣體(tǐ)與氧氣混合物(wù)點火(huǒ)爆炸提供的能量，将粉體(tǐ)噴射到基體(tǐ)表面而形成塗層。超音速火(huǒ)焰噴塗方法因具有很高的粒子撞擊速度，使得塗層結合強度、硬度、緻密性、耐磨性都得到了改善。
大(dà)多數陶瓷材料具有離(lí)子鍵或共價鍵結構，鍵能高，原子間結合力強，表面自由能低，從而賦予了陶瓷材料高熔點、高剛度、高化學穩定性、高絕緣絕熱能力、熱膨脹系數小(xiǎo)、摩擦系數小(xiǎo)等特性；但與金屬材料相比，其塑性變形能力差、對應力集中(zhōng)和裂紋敏感。顯然，用陶瓷作爲機械結構材料，其可靠性比金屬材料差，機械加工(gōng)困難，成本高。然而，采用熱噴塗技術，在金屬基體(tǐ)上制備陶瓷塗層，能把金屬材料的特點和陶瓷材料的特點有機地結合起來，獲得複合材料結構。由于這種複合材料結構具有異常優越的綜合性能，使得熱噴塗技術迅速從高尖領域擴展應用到能源、交通、冶金、輕紡、石化、機械等民用工(gōng)業領域。
陶瓷塗層技術的特點與整體(tǐ)結構陶瓷材料相比，陶瓷塗層技術具有如下(xià)特點：
能有機地把金屬材料的強韌性、易加工(gōng)性等和陶瓷材料的耐高溫、耐磨和耐腐蝕等特性結合起來。
合理選擇塗層材料和适宜的噴塗工(gōng)藝，可以獲得各種功能的表面強化塗層。
不受基體(tǐ)的限制：用于熱噴塗的基體(tǐ)材料可以是金屬、陶瓷、水泥、耐火(huǒ)材料、石料、石膏等無機材料，也可以是塑料、橡膠、木材、紙(zhǐ)張等有機材料。
不受工(gōng)件尺寸和施工(gōng)場所的限制。
塗層沉積速率快，厚度可控，工(gōng)藝簡單。
陶瓷塗層的可加工(gōng)性好，且塗層損壞後可再進行噴塗。
熱噴塗陶瓷塗層技術的應用領域十分(fēn)廣泛，主要有：
1.熱障塗層。航空發動機的關鍵部件是高溫合金渦lun葉片和渦lun盤，這些受熱部件處于高溫、氧化和高速氣流沖蝕等惡劣環境中(zhōng)。對于承受溫度高達1100℃的燃氣lun機部件，已超過了鎳基高溫合金使用的溫度限（1075℃），有效的解決辦法是塗敷絕熱性好的高熔點陶瓷塗層，稱熱障塗層。熱障塗層主要用于航空、艦船及陸用燃氣lun機的受熱部件以及民用内燃機、增壓渦lun、冶金工(gōng)業用噴氧槍等器件。
2.抗高溫黏着磨損塗層：熱處理爐輥、支承輥、燒結爐輥等高溫輥子多在800℃－1200℃高溫下(xià)運行，采用熱噴塗技術，在高溫爐輥表面噴塗特種陶瓷或金屬陶瓷塗層，具有良好的耐高溫、抗氧化、抗黏着、防節瘤和自清理淨化功能，既可顯著提高爐輥使用壽命，又(yòu)能制作表面光潔質量優良的鋼材。
3.耐磨損耐腐蝕塗層:化工(gōng)廠用高壓往複式計量泵柱塞，采用噴塗Al2O3-TiO2複合塗層代替傳統的鍍鉻工(gōng)藝，其使用壽命提高了6倍。在低應力滑動磨損和磨蝕工(gōng)況下(xià)，幾乎所有原有鍍鉻的制品都可以用熱噴陶瓷塗層代替。
4.功能塗層：等離(lí)子噴塗超音速噴塗超導陶瓷塗層都已應用成功。超導陶瓷塗層在磁屏蔽、微波元件、各類傳輸器、量子電(diàn)子器件等方面顯示出良好的應用前景。在0.1mm的鐵片上噴塗30μm的BaTiO3塗層，其介電(diàn)常數超過了6000，已廣泛應用于陶瓷片式電(diàn)容器。等離(lí)子噴塗形成的Al2O3塗層在厚度不到1mm時，能夠在1300℃的高溫下(xià)耐電(diàn)壓2500℃以上，滿足了高溫電(diàn)絕緣的要求。在钛合金基體(tǐ)上噴塗50-75μm羟基磷灰石等生(shēng)物(wù)活性陶瓷，提供了良好的化學相容性，因此，可作爲比較理想的人工(gōng)骨骼材料加以利用。
油田鑽井和采油工(gōng)程中(zhōng)，存在大(dà)量腐蝕和磨損問題，可以預計熱噴塗技術和陶瓷塗層有着廣泛的應用前景。