热喷涂涂层的结构

     热喷涂涂层是将熔融或至少软化的粒子，高速喷射到基体上，发生碰憧、变形、快速凝固、堆积等过程，最后形成涂层。附图是典型的热喷涂涂层结构示意图。

　　　　　　　　　　　　　　　　　附图:热喷涂涂层结构示意图
    1-涂层;2-氧化物夹杂;3-孔隙或空洞;4-颗粒间的粘接;5-变形颗粒;6-基体粗糙度;7-涂层与基体结合面

　　从附图可以看出，热喷涂涂层的组织结构具有如下特点：
　　(1)涂层粒子因碰撞变形而呈扁平状堆积结构，具有各向异性。涂层与基体之间的结合主要是物理机械结合；
　　(2)涂层颗粒堆积、重叠过程中，颗粒之间必然存在一定程度的孔隙和气孔；
高温颗粒在喷射过程中，会与喷射气体或周围环境气氛发生某种程度的化学反应，如与环境中的空气作用发生。　
    (3)氧化。因此，涂层组织中可能含有少量的氧化物夹杂；
　　(4)由于高温颗粒喷射到基体表面快速冷却凝固，由于涂层材料与基体材料的热物理性能特别是热膨胀系数的差异，使涂层中形成相当的热应力和残余应力。控制和处理不好，有可能使涂层发生裂纹甚至剥落；
　　(5)热喷涂涂层的表面为粗糙的毛面，具有较高的表面能，这为复合涂层设计和制造提供了良好的基础。
　　根据热喷涂涂层结构的这些特点，显然，在热喷涂涂层的设计和施工中，应努力做到：制备清洁活化的基体表面以提高涂层与基体的界面性能；提高喷射颗粒的速度以获得高的动能；保证喷射颗粒良好的受热及熔化状态，以达到足够的热能；控制涂层的应力状态、应力大小和应力分布；尽可能减少或避免喷射的高温颗粒在喷涂过程中与周围环境气氛发生有害的化学反应，乃是获得优质涂层的主要条件。