中国粉体网讯 热喷涂是将一种粉末或丝状的材料在不同的热源中进行加热至熔化或软化态，然后在高速气流的推动下加速喷到基材表面，凝固后形成具有耐腐蚀、耐热、耐磨、抗氧化等良好性能的防护涂层加工技术。
喷涂材料是指直接用于热喷涂的材料。材料的成分和组织结构严重影响涂层的最终性能。热喷涂材料通常分为金属、合金、金属氧化物、金属/陶瓷混合物、碳化物、线材、棒材以及各种复合材料等。
目前，热喷涂粉末占热喷涂材料总用量的70%以上，热喷涂粉末的成分、分布、形貌和粒度因粉末制备方法而异。用于热喷涂的粉末不仅需要满足涂层要求的功能，还必须要满足热喷涂工艺的需求，要能保证粉体可以被流畅、稳定、均匀地输送到喷涂的焰流中，从而保证沉积效率及稳定且均匀的涂层质量。
因为，粉体制备更为重要。热喷涂粉末制备方法如下：
1.雾化法
雾化制粉的过程是熔化的金属液流被雾化介质雾化成液滴，在液滴碰到器壁或团聚前快速凝固成粉末。根据雾化流体的种类可分为气体雾化法和水雾化法。气体雾化法制备的金属粉末具有粒度细小、球形度好、纯净度高的特点。
雾化法适用于熔点在1600℃以下的金属或合金，比如：Al及Al合金、Cu及Cu合金、Ni-（Cr）-Al系合金、Ni基及Co基合金等。对于制备氧化物和碳化物粉末，主要因为大多数氧化物和碳化物的熔点较高不适于采用雾化法生产。
来源：Oerlikon Metco
2.喷雾干燥法
喷雾干燥技术是一种通过粉体重构形成特定粒径颗粒的工艺方法，其操作过程主要包括将固体微粒、结合剂及分散助剂按特定配比混合制备成悬浮液，随后利用雾化干燥完成颗粒成型。
喷雾干燥工艺主要包含三个核心阶段：首先对原料溶液进行雾化处理，然后将雾化后的微滴与热空气充分接触，最后通过旋风分离器实现干燥粉末的收集。该技术相较于传统干燥方式具备快速干燥的优势，成品粉末产出率较高，活性成分保存良好且粒度分布均匀，但在实际操作中需防范粉末结团、器壁粘附及雾化器堵塞等工艺难点。
以免影响产品质量和生产效率，在喷雾造粒过程中，浆料的分散特性对成品颗粒形貌具有决定性作用。当浆料具备优异分散性时，微小颗粒的迁移阻力显著降低，在雾化形成的球形液滴快速脱水过程中，水分蒸发产生的毛细作用力驱动内部微粒向表面迁移，最终形成中空球状颗粒。相反，分散性较差的絮凝态浆料因颗粒迁移受阻，易形成致密实心颗粒。
喷雾干燥法制备空心钇稳定氧化锆示意图
3.团聚烧结法
团聚烧结法是目前制备热喷涂粉末较常用的造粒方法，该法制备的颗粒具有窄的尺寸分布，良好的流动性，可控形貌和成分等优点。主要包含两个过程：
1) 将原料粉末与有机粘结剂溶液混合配成料浆， 然后喷雾干燥形成含有机粘接剂的固态团聚体颗粒；
2) 对所得喷雾干燥粉末进行热处理，去除有机物成分，同时实现初始微颗粒间的固相烧结，即获得可用于热喷涂的粉末。
4.包覆法
包覆法的典型结构为核壳结构，是利用化学镀等技术在活化后芯材上包覆一层金属或陶瓷硬质外壳。这种方法不仅能够将两种具备不同性能优势的材料结合在一起，还能避免芯材过早熔化，使反应过程难以控制。但一般来说，这种方式制备的复合粉体硬质包覆层较薄，可能会影响新相的形成，从而影响喷涂涂层的性能。通常可考虑采用多层包覆的策略，形成更为坚固的包覆结构。
5.机械混合法
机械混合法是常用的喷涂粉末制备方法，该方法利用球磨机、搅拌机等机械混合设备，将所选的原料粉末充分混合，其最明显的优点在于成本低廉、操作简单，因此是工业大规模制备的首选方法，但该方法也存在两个明显缺点：一是机械混合的粉末会出现成分不均匀，最后导致反应生成的新相与预期结果不一致，从而影响涂层的相关性能。二是由于原料粉末结合度不高，甚至是完全分离的，在飞行过程中几乎不发生反应，即使在到达基体之后反应也是不完全的。
6.等离子体球化法
等离子体球化处理技术的原理是：利用热等离子的高温环境，载气将粉体送入高温等离子体中，粉体颗粒迅速吸热后表面（或整体）熔融，并在表面张力作用下缩聚成球形液滴，进入冷却室后骤冷凝固而将球形固定下来，从而获得球形粉体。
该方法非常适合用于制备纯度高、粒度小的球形粉体，尤其适用于高熔点金属球形粉体的制备。根据等离子体的产生方式，等离子体球化技术可分为直流电弧热等离子体球化法和射频感应等离子体球化法。射频等离子体焰炬的温度较高，可达10000K高温,对难熔金属，陶瓷也能达到球化效果,可以用于粉末材料的二次改造,改变其粉末形貌，增大粉末颗粒的球形度,减少不规则粉末及缺陷粉末。
来源：
郭双全等：热喷涂粉末的制备技术
（中国粉体网编辑整理/空青）
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