福州喷涂涂层形成机理

涂层形成机理研究现状

受实验手段的限制，对冷喷涂涂层结合机理的研究尚存在分歧，现在研究涂层结合机理的方法主要是运用计算机模拟或理论计算与实验相结合。冷喷涂的效果主要取决于喷涂速度的选择，喷涂速度应在临界沉积速度与侵蚀速度之间。侵蚀速度是粒子喷涂速度的上限，喷涂速度如果超过侵蚀速度，就会出现冲蚀，而颗粒不会粘着。只有当撞击速度大于临界速度，小于侵蚀速度时，粒子才能与基体结合并形成涂层。

Assadi 等率先提出: 颗粒与基体碰撞界面发生强烈的塑形变形，塑性功以热量形式耗散引起温升，温升导致材料软化，当热软化效应占优势时，材料将失去抗剪强度，并在较小的切应力下表现出过度的变形，即发生了绝热剪切失稳。他们同时还提出: 能够发生绝热剪切失稳的最低撞击速度即视为临界速度，粒子内绝热剪切失稳的发生是冷喷涂粒子实现成功沉积的重要条件。

2004 年，Grujicic 等在肯定了 Assadi 等研究成果的基础上提出: 绝热剪切失稳产生的金属射流破碎并挤出粒子与基体接触界面上的氧化膜，露出大量新鲜的金属表面，并在高压下产生紧密接触，从而促进粒子与基体的结合。研究者们基于绝热剪切失稳提出了 4 种可能的沉积结合方式:机械结合、冶金结合、物理结合、化学结合。在不同材料和工艺条件下，涂层中可能存在上述一种或几种结合方式。