Tổng quan về hệ thống phun phủ nhiệt

Tổng quan hệ thống

Một hệ thống phun nhiệt điển hình bao gồm:

Đầu phun (hoặc súng phun) - thiết bị cốt lõi thực hiện quá trình nung chảy và tăng tốc của các hạt được lắng đọng

Bộ cấp liệu - để cung cấp bột, dây hoặc chất lỏng cho đèn khò thông qua các ống.

Nguồn cấp  - khí hoặc chất lỏng để tạo ra ngọn lửa hoặc tia plasma, khí để mang bột, v.v.

Robot - để thao tác với súng phun hoặc các chi tiết được phủ

Nguồn cung cấp - thường độc lập cho súng phun

(Các) bảng điều khiển - tích hợp hoặc riêng lẻ cho tất cả các điều trên

Quá trình phun nhiệt kích nổ

Súng kích nổ bao gồm một nòng dài làm mát bằng nước với các van đầu vào cho khí và bột. Oxy và nhiên liệu (phổ biến nhất là axetylen) được nạp vào thùng cùng với một lượng bột. Một tia lửa được sử dụng để đốt cháy hỗn hợp khí, và kết quả là quá trình kích nổ sẽ làm nóng và tăng tốc bột lên vận tốc siêu âm xuyên qua thùng. Một xung nitơ được sử dụng để tẩy nòng súng sau mỗi lần kích nổ. Quá trình này được lặp lại nhiều lần trong một giây. Động năng cao của các hạt bột nóng khi va chạm với chất nền dẫn đến hình thành một lớp phủ rất dày và chắc.

Phun plasma

Phun ngọn lửa dây

Trong quá trình phun plasma, vật liệu được lắng đọng (nguyên liệu nạp) - thường ở dạng bột, đôi khi là chất lỏng, [2] huyền phù [3] hoặc dây - được đưa vào tia plasma, phát ra từ một ngọn đuốc plasma. Trong máy bay phản lực, ở đó nhiệt độ là 10.000 K, vật liệu bị nóng chảy và đẩy về phía chất nền. Ở đó, các giọt nóng chảy phẳng, nhanh chóng đông đặc và tạo thành cặn. Thông thường, các cặn bẩn vẫn bám vào bề mặt dưới dạng lớp phủ; Các bộ phận tự do cũng có thể được sản xuất bằng cách loại bỏ chất nền. Có một số lượng lớn các thông số công nghệ ảnh hưởng đến sự tương tác của các hạt với tia plasma và chất nền và do đó là tính chất lắng đọng. Các thông số này bao gồm loại nguyên liệu nạp, thành phần khí plasma và tốc độ dòng chảy, năng lượng đầu vào, khoảng cách bù đắp ngọn đuốc, làm mát chất nền, v.v.

Các chất lắng đọng bao gồm vô số 'bong bóng' giống như bánh kếp được gọi là lamellae, được hình thành bằng cách làm phẳng các giọt chất lỏng. Vì bột nguyên liệu thường có kích thước từ micromet đến trên 100 micromet, nên các phiến có độ dày trong phạm vi micromet và kích thước bên từ vài đến hàng trăm micromet. Giữa các phiến kính này có các khoảng trống nhỏ như lỗ rỗng, vết nứt và các vùng liên kết không hoàn toàn. Kết quả của cấu trúc độc đáo này, cặn có thể có các đặc tính khác biệt đáng kể so với vật liệu dạng khối. Đây thường là các đặc tính cơ học, chẳng hạn như độ bền và môđun thấp hơn, khả năng chịu biến dạng cao hơn và độ dẫn nhiệt và điện thấp hơn. Ngoài ra, do quá trình đông đặc nhanh chóng, các giai đoạn di căn có thể có trong cặn.