本書系統(tǒng)地介紹了先進的熱噴涂技術，主要內容包括熱噴涂概述、等離子噴涂、爆炸噴涂、火焰超音速噴涂、冷噴涂技術、熱噴涂納米陶瓷氧化物團聚粉末和懸浮液料、熱噴涂常用的粉末材料、熱噴涂應用：熱障涂層和熱噴涂應用：高溫爐內輥涂層。本書涵蓋了從材料粉末特征、熱噴涂設備和燃氣特性、噴涂工藝參數(shù)的設定，到涂層制備的詳細過程。書中列舉了大量的熱噴涂實例，實用性強。本書可幫助讀者學習熱噴涂的技術、原理和應用，掌握目前熱噴涂設備和材料的特性，從而利用這些熱噴涂設備和材料制備出所需要的理想涂層，解決實際工程技術問題。本書可供表面工程技術人員，尤其是熱噴涂工程技術人員閱讀使用，也可供相關專業(yè)的在校師生參考。
1）本書系統(tǒng)地介紹了先進的熱噴涂技術，主要內容包括熱噴涂概述、等離子噴涂、爆炸噴涂、火焰超音速噴涂、冷噴涂技術、熱噴涂納米氧化物團聚粉末和懸浮液料、熱噴涂用常用的粉末材料、熱噴涂應用：熱障涂層、熱噴涂應用：高溫爐內輥涂層。2）本書涵蓋了從材料粉末特征、熱噴涂設備和燃氣特性、噴涂工藝參數(shù)的設定，到涂層制備的詳細過程，并列舉了大量的熱噴涂實例，實用性強。3）本書可幫助讀者學習熱噴涂的技術、原理和應用，掌握目前熱噴涂設備和材料的特性，從而利用這些熱噴涂設備和材料制備出所需要的理想涂層，解決實際工程技術問題。
本書是基于我在大連海事大學工作期間為材料專業(yè)本科生開設的選修課材料表面技術和熱噴涂技術所用講義及在一些企業(yè)講學報告整理而成的。本書的主要內容來自于我30多年來從事的熱噴涂研究工作，包括指導研究生，完成各類國家和企業(yè)課題等。另外，本書參考了近30年來國內外發(fā)表的相關領域論文和國際熱噴涂會議報告。熱噴涂技術包括火焰噴涂、電弧噴涂、等離子噴涂、爆炸噴涂、火焰超音速噴涂和冷噴涂技術�；鹧鎳娡亢碗娀娡渴且环N古老的噴涂方法，至今仍在使用。由于這兩種方法的設備和噴涂工藝比較簡單，加上已有很多的熱噴涂書籍介紹過這兩種噴涂技術，因此本書只在第1章進行了簡單的介紹，未在后面章節(jié)進行進一步的展開。等離子噴涂、爆炸噴涂、火焰超音速噴涂設備的多樣化和噴涂工藝的復雜性對涂層的影響較大，故本書盡可能地給予了詳細介紹。本書系統(tǒng)地介紹了先進熱噴涂技術原理、涂層制備工藝及其應用，比較詳細地講述了各種等離子噴槍、火焰超音速噴槍結構和性能差異,以及上述各種噴涂方法下射流的溫度和速度等特性，并介紹了如何建立最佳的噴涂工藝和涂層制備。本書對涉及熱噴涂射流特性和粉末顆粒的傳熱與加速，如等離子射流的模擬和計算，超音速射流與粉體顆粒的力學作用等沒有深入地進行介紹。書中很多內容來源于我多年來的研究工作和引用的其他研究報告，包括已經(jīng)公開發(fā)表的期刊和國際會議論文，這些內容主要在第2章等離子噴涂和第3章爆炸噴涂章節(jié)中。另外還有一些尚未發(fā)表的研究工作，例如，第9章的高溫爐內輥涂層。本書第4章火焰超音速噴涂，介紹了不同燃料氣體的燃燒溫度和氧氣/燃料比的關系、各種超音速噴槍的結構，試圖通過分析目前市場上出售的超音速設備的特點和粉體材料，制備出應用所需的理想涂層。第5章的冷噴涂介紹了冷噴涂原理，形成涂層的臨界速度，冷噴涂氣體性質和部分冷噴涂涂層。第6章介紹了熱噴涂納米團聚粉末和懸浮液料的涂層組織特點，特別是噴涂團聚粉末形成的二元結構組織和懸浮液料形成的羽毛狀柱狀晶結構涂層。第7章介紹了常用的熱噴涂粉末的制備、粉末特征及噴涂設備與制備涂層的關系。第8章介紹了熱噴涂熱障涂層的組織形成，特別是噴涂方法和材料對熱障涂層組織的影響，介紹了PS-PVD和等離子噴涂納米懸浮液制備羽毛狀柱狀晶的組織特點和形成規(guī)律。第9章介紹了熱噴涂的另一個應用，即熱噴涂高溫爐輥涂層的制備和使用中發(fā)生的涂層失效問題。本書可以幫助從事熱噴涂工作的技術人員加深理解目前熱噴涂設備的特征，了解如何應用這些噴涂設備和材料制備出所需要的涂層。本書也可作為材料專業(yè)的本科生或碩士研究生的選修課參考書，幫助學生了解熱噴涂技術、原理和應用。在20多年的教學工作中，我指導了7名博士研究生和36名碩士研究生，本書的內容包含了他們辛勤工作的結果，在此表示衷心的感謝。大連海事大學為我提供了良好的工作環(huán)境，使我有一個很好的熱噴涂實驗室，本書中的成果離不開這些環(huán)境的支持。在我退休之際，把過去的工作總結一下，也算是對自己過去的一個總結和交代，但愿本書能夠對有興趣的讀者帶來一定的幫助。由于作者水平有限，書中不足和錯誤之處在所難免，歡迎廣大讀者批評指正。作者
高陽，大連海事大學材料專業(yè)教授。1990年4月于日本川崎制鐵鋼鐵研究所技術本部工作，主要從事超低碳鋼的連續(xù)鑄造、超低碳素鋼的高溫強度等研究。1993年轉職到美國PRAXAIR公司在日本分公司的表面技術部，開始從事熱噴涂研究，期間獲得美國、日本等專利5件。1998年作為引進人才來大連海事大學工作，任211工程學科建設的負責人，組建了熱噴涂研究中心，研制了低功率內送粉等離子噴涂系統(tǒng)、雙陽極等離子發(fā)生器（獲得國家專利），開發(fā)了低壓等離子噴涂設備和爆炸噴涂。
前言第1章熱噴涂概述11.1熱噴涂技術發(fā)展概況11.1.1火焰噴涂11.1.2電弧噴涂21.1.3等離子噴涂41.1.4爆炸噴涂和火焰超音速噴涂51.2熱噴涂涂層的形成61.3噴涂前零件表面的預處理81.4熱噴涂材料101.5熱噴涂方法的選擇111.6熱噴涂工藝參數(shù)131.7熱噴涂過程的監(jiān)測141.8涂層的評價方法14參考文獻16第2章等離子噴涂182.1引言182.2直流電弧等離子噴涂設備182.2.1大氣等離子噴涂設備182.2.2電弧等離子的產生212.2.3三種電弧結構的高溫等離子232.3等離子工作氣體242.4空氣等離子噴涂342.5影響電弧電壓的因素362.6陰極的腐蝕402.7等離子噴槍設計中的問題412.8其他類型結構的等離子噴槍432.8.1雙陽極直流等離子噴槍442.8.2穩(wěn)定電弧等離子噴槍452.8.3三陰極等離子噴槍462.8.4三陽極等離子噴槍472.8.5水穩(wěn)定電弧等離子噴槍482.8.6射頻感應耦合等離子發(fā)生器482.9大氣等離子噴涂參數(shù)與噴涂組織502.9.1大氣等離子噴涂氧化鋁502.9.2大氣等離子噴涂納米團聚8YSZ粉末522.10低壓等離子噴涂552.10.1大氣和低壓等離子射流552.10.2低壓等離子噴涂涂層組織572.10.3低壓等離子噴涂Ti-6Al-4V合金592.10.4低壓等離子噴涂納米8YSZ622.10.5等離子噴涂物理氣相沉積（PS-PVD）涂層63參考文獻68第3章爆炸噴涂723.1引言723.2氣體爆炸噴涂733.3爆炸氣體性質763.4爆炸噴涂特征783.5爆炸噴涂工藝參數(shù)與涂層設計793.5.1爆炸噴涂Ni Al2O3混合物803.5.2爆炸噴涂WC-10Co4Cr813.5.3爆炸噴涂MoB843.5.4爆炸噴涂鑄造破碎WC-CoCr粉末883.5.5爆炸噴涂氧化鋁903.5.6爆炸噴涂與等離子噴涂NiAl/Al2O3涂層的比較913.5.7爆炸噴涂WC-10Co4Cr涂層的結合強度933.6爆炸噴涂NiCr Cr3C2963.6.1爆炸噴涂25%(80Ni-20Cr) 75%Cr3C2粉末963.6.2爆炸噴涂20%(80Ni-20Cr) 80% Cr3C2粉末1003.6.3爆炸噴涂核泵密封環(huán)1023.7適合爆炸噴涂的材料和應用103參考文獻103第4章火焰超音速噴涂1054.1引言1054.2超音速噴涂燃料的特性1064.3典型的超音速噴槍1114.3.1Jet KoteⅡ噴槍1114.3.2DJ系列噴槍1144.3.3JP5000，Woka Star噴槍1154.3.4JP5000與DJ噴槍的比較1204.4HVAF噴涂1254.5其他改進型的超音速噴涂1304.5.1提高燃流溫度型-Gun1304.5.2降低燃流溫度（Warm Spray）型超音速噴涂1334.5.3天然氣燃料的HVO/AF噴槍1374.6超音速噴槍的選擇與噴涂工藝參數(shù)1384.7超音速噴涂其他材料1454.7.1碳化物TiC耐磨涂層1454.7.2氧化鈦耐磨涂層1464.7.3耐腐蝕金屬鈦涂層1474.7.4耐高溫MoSi2涂層1484.7.5鐵基非晶涂層1494.8利用超音速噴涂方法制備高硬度、高韌性的WC-Co涂層150參考文獻152第5章冷噴涂技術1575.1引言1575.2冷噴涂設備1575.2.1設備構成1575.2.2拉瓦爾噴嘴的設計1585.3涂層形成的臨界速度和溫度1605.4氣體種類對粉體顆粒的速度和溫度的影響1665.5適合冷噴涂的材料1675.6冷噴涂的沉積效率1675.7動能噴涂1705.8冷噴涂涂層組織1715.8.1冷噴涂金屬銅1715.8.2冷噴涂金屬鋁1735.8.3冷噴涂不銹鋼316L1745.8.4冷噴涂金屬鈦與鈦合金1755.8.5冷噴涂納米WC-Co1805.8.6冷噴涂金屬間化合物1825.8.7冷噴涂陶瓷涂層1845.9冷噴涂與熱噴涂涂層的對比1865.10冷噴涂參數(shù)對涂層的影響189參考文獻189第6章熱噴涂納米陶瓷氧化物團聚粉末和懸浮液料1936.1納米陶瓷氧化物團聚粉末的熱噴涂1936.1.1納米陶瓷氧化物團聚粉末的制備1946.1.2大氣等離子噴涂YSZ納米團聚粉末1946.1.3大氣等離子噴涂Al2O3-13TiO2納米團聚粉末1996.1.4大氣等離子噴涂Al2O3納米團聚粉末2016.1.5超音速噴涂TiO2納米團聚粉末2046.1.6低壓等離子噴涂YSZ納米團聚粉末2046.1.7小結2076.2懸浮液料和溶液的熱噴涂2086.2.1懸浮液噴涂設備和送料2086.2.2液流與射流的相互作用2106.2.3熱噴涂氧化鋁、氧化鈦、氧化鉻懸浮液2126.2.4熱噴涂8YSZ懸浮液219參考文獻229第7章熱噴涂常用的粉末材料2337.1引言2337.2粉末制備方法2347.2.1氣體霧化制粉2347.2.2水霧化制粉2357.2.3熔化-破碎制粉2357.2.4燒結-破碎制粉2367.2.5團聚-燒結制粉2367.2.6球磨機械合金化制粉2387.2.7再熔化粉末的球形化2387.2.8包覆粉末2397.3熱噴涂粉末的評價指標2407.3.1粉末的流動性2407.3.2粉末粒度和分布2417.3.3粉末的松裝密度2427.4熱噴涂材料的性能與分類2427.4.1減磨材料2427.4.2低摩擦系數(shù)金屬2447.4.3氧化物耐磨材料2457.4.4自溶合金耐磨材料2467.4.5碳化物耐磨材料2477.4.6金屬碳化鎢粉末材料2487.4.7粉末的性能2507.4.8鎳鉻-碳化鉻2557.4.9SiC-YAG2597.4.10自黏結材料2597.5耐高溫氧化材料2617.5.1MCrAlY合金2617.5.2耐高溫氧化試驗2627.6特殊功能涂層材料2637.6.1YSZ粉末2637.6.2氧化物涂層的電學性能2637.6.3紅外輻射材料2667.6.4高介電常數(shù)材料2677.6.5微波吸收涂層材料BaCoTiFe10O19267參考文獻268第8章熱噴涂應用：熱障涂層2718.1熱障涂層結構概述2718.2高溫下熱障涂層的組織變化2738.2.1大氣等離子噴涂熔化-燒結YSZ粉末2738.2.2VPS、HVOF和冷噴涂黏結涂層組織2778.3大氣等離子噴涂納米團聚氧化物粉末2788.4大氣等離子噴涂納米懸浮液氧化物涂層2788.5超低壓等離子沉積YSZ涂層2808.6EB-PVD沉積YSZ涂層組織2818.7小結282參考文獻283第9章熱噴涂應用：高溫爐內輥涂層2859.1熱噴涂連續(xù)退火爐爐底輥涂層材料的開發(fā)2859.2爐底輥表面結瘤2869.3鈷基高溫合金涂層的早期失效2879.4代替LCO-17高溫爐底輥涂層的開發(fā)2899.5爆炸噴涂20%NiCr-80%Cr3C2爐底輥涂層2909.6完全氧化物涂層294參考文獻298
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