等离子喷涂是利用等离子火焰加热融化喷涂粉末使 其形成涂层,一般等离子喷涂使用Ar或g气,再加入 5%~10%的为气,气体进入电极区的弧状区被加热电 离形成等离子体,其中心温度一般可达15000 T以上, 将金属或非金属材料粉末送入等离子射流中,将其加热 到半熔化、熔化或气化状态,并在冲击力的作用下将其 沉积到基体上,从而获得具有各种功能的靶材。影响等离子喷涂制备溅射靶材效果的技术因素有以下几个方面:
1、电弧功率
电弧功率过高会使等离子体电离度增加,火焰温度 升高,可能会使喷涂材料气化而引起涂层成分改变。功 率过低会引起粉末颗粒加热不足,涂层粘接强度低,硬 度和沉积效率低:
2、供粉系统
供粉速度应与输入功率相适应。一般来说,粉末送 到焰心才能使其获得最好的加热和最高的速度。
3、喷涂距离和喷涂角
喷涂材料及其涂层的特征对喷涂距离很敏感喷涂 距离过大,粉末的温度和速度下降,结合力、喷涂效率 都会明显下降;过小会使基体表面温度过高,影响涂层 结合。在基体温度允许的情况下,喷涂距离适当小些为 好。喷射角,一般应大于45度,喷涂角过小会导致“阴 影效应”,涂层中会出现空穴,造成涂层疏松
4、基体的温度控制
在喷涂前把匸件预热到喷涂所需要的温度,然后对工件采取喷气等冷却措施,使其保持恒定温度。
5、喷涂压力
在金属材料的喷涂过程中一般采取低压等离子喷涂 (也叫真空等离子喷涂),在压力为4~40 kPa的可控气 氛腔室内喷涂。由于工作气体离子化后,是在低压气氛 中边膨胀边喷出,喷流射速可达到超音速,适合对氧化 敏感的金属材料的喷涂。对于氧化物陶瓷可采用水稳等 离子喷涂,其能量密度高,燃烧稳定,喷涂效率高。