От порошков к покрытиям, нанесённым термическим напылением

С первых этапов развития термического напыления было признано, что состав порошка, распределение частиц по размерам, их форма, массовая плотность, механическая прочность и распределение компонентов в композиционных частицах играют ключевую роль в формировании микроструктуры покрытия и его термомеханических свойств. Основные характеристики частиц тесно связаны с технологией их изготовления. Свойства покрытий также зависят от процесса напыления частиц и параметров напыления. Многочисленные публикации посвящены взаимосвязям между свойствами и структурой покрытий на различных масштабных уровнях, а также технологиями их изготовления. При многих традиционных режимах напыления, приводящих к формированию микрометровых структур, среди различных параметров важными характеристиками являются хорошая сыпучесть порошка и высокая плотность частиц. Обработка частиц в термической плазме, особенно в радиочастотной (RF) плазме, изготовленных с использованием различных технологических процессов, позволяет достичь таких свойств; в настоящее время эта технология развивается в промышленном масштабе. Будут рассмотрены преимущества и недостатки данного процесса. Другой рассматриваемый вопрос — самораспространяющийся высокотемпературный синтез, который в значительной степени зависит от технологии изготовления исходных композиционных частиц. Однако, как известно, «малое прекрасно», и наноструктурированные или мелкодисперсно структурированные покрытия в настоящее время интенсивно исследуются с использованием напыления: (i) очень сложных сплавов, содержащих множество элементов и способных при охлаждении образовывать стекло, причём температура переохлаждения ниже температуры стеклования; (ii) обычных частиц микрометрового размера, в диапазоне 30–90 мкм, состоящих из агломерированных частиц нанометрового размера; (iii) субмикрометровых или нанометровых частиц в виде суспензии, в которую вместо частиц также могут вводиться стабильные золи нанометровых частиц; и (iv) распыляемых растворов прекурсоров конечного материала. Эти различные процессы, использующие плазму, высокоскоростное газопламенное напыление (HVOF), а иногда и пламенное напыление, а также холодное газодинамическое напыление, будут рассмотрены вместе с продуктом...