涂层等离子喷涂技术进展研究：从粒子飞行到飞溅形成

摘要

等离子喷涂凭借高效率与多功能性已在工业界获得广泛应用.超高温高速射流瞬时加热并加速金属、陶瓷、聚合物及其复合喷涂粒子，以沉积高性能涂层.优化涂层质量因受粒子飞行行为、工艺参数与基体状态的耦合影响，仍是一个复杂的挑战.本文综述了粒子飞行中的加速、加热、铺展及凝固机制，融合诊断技术与多物理场模拟，阐明了喷涂功率、气体流量及喷涂距离对粒子状态的影响规律.进一步揭示了粒子飞行特性、铺展动力学及界面传热对涂层微观组织的调控机理.通过粒子温度与速度的精准控制可显著提高涂层结合强度与致密度，抑制孔隙与微裂纹.此外，本文强调机器学习及深度迁移学习在工艺优化中的潜力，为先进涂层系统的开发奠定理论基础与技术路径.

关键词

等离子喷涂 / 涂层 / 粒子飞行动力学 / 微观结构控制 / 人工智能

基金资助

国家自然科学基金资助项目（U2004169）; 河南省自然科学基金面上项目（252300420075）; 河南省科技攻关项目（222102220011,242102230036）; 山西省基础研究计划青年项目（20241162）