冷噴涂技術的優點與缺點

冷噴涂是種完全基于氣體動力學原理的噴涂技術。顆粒加熱溫度低，仍然保持固態，固態顆粒在極高應力、應變和應變速率條件下通過“絕熱剪切失穩”引起的塑性流變或者通過劇烈塑性變形等機械過程實現在工件表面上的沉積。因此噴涂過程中顆粒不易發生氧化、燒損、相變、組織變化等現象。

涂層的殘余應力主要為壓應力，噴涂效率高，可制備厚涂層甚至塊體材料?；谏鲜鎏攸c，該技術在制備、發展新型材料涂層如納米、非晶材料等熱敏感材料涂層方面具有明顯優勢，而且能源消耗低、材料資源可回收利用、無環境污染，是一種綠色噴涂技術。相對熱噴涂方法而言，總結出冷噴涂具有如下一些優點。

1)噴涂速率高，可達3kg/h；沉積效率高，可達80%。

2)涂層的化學成分以及顯微組織結構可與原材料保持一致，基本上不存在氧化、合金成分燒損、晶粒長大等現象，可以噴涂熱敏感材料和活性金屬及高分子材料，適用于非晶、納米晶

涂層的制備。

3)可以用不同物理化學性質的粉末機械混合制備復合材料涂層。

4)對基體熱影響小，晶粒生長速度極慢(有可能維持納米組織結構)，接近鍛造組織(比傳統涂層的硬度高)，具有穩定的相結構和化學成分，基本不需要遮蔽，噴涂損失小，噴束寬度可調至<3mm。

5)涂層外形與基體表面形貌保持一致，可達高等級表面粗糙度，噴涂距離極短。

6)涂層的殘余應力較低，且均為壓應力，降低了對涂層厚度的限制。

7)冷噴涂涂層結合強度較高，可達到100MPa以上，完全能夠滿足航空、航天等領域強負荷和長壽命的要求。

8)涂層致密，氣孔少，致密度可達98%，可制備高熱導率、高電導率涂層。冷噴涂純銅涂層的電導率為90%，火焰噴涂涂層和HVOF噴涂涂層的電導率<50%。

9)涂層氧化物含量低，冷噴涂氧化物含量(質量分數)僅為0.2%，粉末火焰噴涂的氧化物含量、HVOF噴涂氧化物含量(質量分數)分別為1.1.%和0.5%。

10)冷噴涂對環境基本無污染，噴涂飛濺的粉末可以回收再利用。

11)操作簡便、安全，無熱輻射。

當然，它也有如下不足之處：

1)有時需要用氦氣才能制備高質量的涂層。當噴涂鐵基、鋼基、鎳基或者高溫合金時也必須使用氦氣，致使費用提高。

2)顆粒有效沉積以及穩定的高質量涂層的制備很大程度上依賴于顆粒與基板材料的特性。

冷噴涂所展現的優點遠遠大于其不足之處，先進的氦氣循環裝置以及低壓狀態下的噴槍下游粉末注入法的出現，都表明業界根據應用需要已致力于這些缺點的改進研究。