中国粉体网讯 20世纪50年代末，随着热等离子体技术的日益成熟，美国联合碳化物公司研制出了第一台大气直流电弧等离子体喷涂设备，并实现了高熔点金属及陶瓷材料的喷涂。经过50多年的快速发展，直流电弧等离子体喷涂已成为应用最广泛的热喷涂技术之一，能够制备各种各样的功能涂层。包括耐磨耐蚀涂层、非晶涂层、热障涂层、生物活性涂层、超导涂层、磁性涂层等等，在国防建设和国民经济发展中发挥着重要作用。
直流电弧等离子体喷涂采用压缩电弧作为热源，工作气体常采用Ar、H2、N2和He，工作气体经直流电弧加热后形成高温等离子体，其中心温度高达104K量级，同时经发生器通道压缩后以高温高速等离子体射流从喷枪喷出。喷涂粉末由送粉载气从喷枪外部或者内部送入等离子体射流，经过射流的加热与加速，颗粒在熔化或者半熔化状态下高速喷射至基体表面形成致密的涂层。
直流电弧等离子体喷涂过程的示意图
直流电弧等离子体喷涂具有以下特点：
1)可以制备各种功能涂层。
2)制备的涂层组织与基体结合强度较高。
3)制备的涂层表面比较平滑，且厚度可以精确控制。
4）制备的涂层成分比较纯净，氧化物和其他杂质比较少。
5）喷涂对基体本身的影响一般很小。
6）制备涂层的效率高，适合工业生产。
在直流电弧等离子体喷涂中，粉末颗粒的加工通常是在等离子体发生器或射流中进行的，故等离子体发生器与纯射流的温度场、速度场分布将直接影响粉末颗粒的加热加速过程，进而影响涂层的质量。而等离子体发生器作为电弧源对于等离子体射流特性、粉末颗粒的加热与加速、乃至涂层的形成都至关重要。
电弧等离子体喷涂已广泛应用近70多年，但高效高稳定大功率的发生器进展很慢。四川铁匠科技有限公司用30年的时间不断改进和提高长束层流等离子体发生器的技术参数使其能充分发挥其特性应用于热喷涂优质涂层制备和相关喷涂材料制备。
四川铁匠采用自主核心专利技术和工艺研发的大功率直流层流电弧热等离子体束发生器系统，使高温等离子体热场参数稳定可控，并采用相关配套数字化工艺及设备，使系统在制备多规格、多元化、定制化、高纯球形微米和纳米粉体材料实验应用方面具有全球创新特点。
2026年6月30日，中国粉体网将在无锡举办“2026高端热喷涂材料制备与应用技术大会”。届时，四川铁匠科技有限公司技术总监朱华将带来《高效稳定直流长电弧等离子体束系统技术在热喷涂及高品质喷涂粉体材料制备中的应用研究》的报告。
来源：
宋琛：直流电弧等离子体喷涂Al2O3的数值模拟与实验验证
中国粉体网
（中国粉体网编辑整理/空青）
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