中国粉体网讯  大量的研究发现，热喷涂涂层在快速凝固冷却过程产生了极大的 (GPa 量级) 淬火应力，导致产生大量的层内开裂以及分布极不均匀的残余应力。而极大的淬火应力的存在同时也使得涂层内扁平粒子层间结合有限 (传统常温喷涂涂层的层间结合率最大仅为32%), 易发生层间脱落失效。

对涂层耐冲蚀性能与层间平均结合率之间关系的定量研究发现，陶瓷涂层的颗粒冲蚀性能主要由粒子间结合所控制, 而陶瓷涂层的ACT-JP值 (磨损速率的倒数) 正比于粒子间结合率，因此提高层间结合率和结合强度、降低残余应力可以有效地提高涂层耐磨性能。

因此，改善层间结合是增强涂层耐磨性能的有效手段。提高涂层内部的扁平粒子间结合率, 对于热喷涂陶瓷涂层而言, 不仅仅关乎涂层的耐磨损性能，同时对于涂层的导电等其他物理性能和服役功能也具有重要价值。

作为一种先进的热喷涂技术，等离子喷涂可在火焰核心温度超过12000K、射流速度达2400m·s−1的条件下，使金属、陶瓷、聚合物及其复合喷涂粉末迅速熔化并加速，最终形成结合强度高、孔隙率低的涂层。这类涂层具备优异的耐高温、耐磨及耐腐蚀性能，能显著延长部件服役寿命，同时提升整机性能。等离子喷涂工艺可以熔化所有具有物理熔点的材料, 因而在喷涂制备高熔点材料 (特别是陶瓷材料) 涂层方面具有突出的优越性。

但传统等离子喷涂难熔陶瓷和金属涂层与基体的结合主要依赖于机械结合，结合强度有限，且涂层粒子层间有限的结合显著制约着涂层材料优越性能潜力的发挥。那么，如何实现涂层界面化学结合成了挑战性难题。针对这一现状，西安交通大学李长久教授分别以等离子喷涂陶瓷与金属涂层为对象，在考虑材料自身影响的基础上发展了有效实现粒子界面完全结合、涂层拉伸结合强度分别超过100MPa与150MPa的方法。发现了沉积中液固界面温度大于材料玻璃化转变温度是陶瓷粒子形成结合的充分条件，发展了通过临界沉积温度实现界面结合的方法，通过基体引入陶瓷粘结层，使陶瓷涂层所有界面实现化学结合。

针对金属涂层，提出了基于粉末材料设计与超高温熔滴相结合实现在大气等离子喷涂中获得无氧化物的熔滴而沉积涂层的方法，有效地将沉积金属粒子间的冶金结合拓展至100%，为实现完全气密的耐腐蚀与耐磨金属涂层制备、通过等离子喷涂充分发挥材料自身潜力提供了方法。

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，西安交通大学李长久教授将带来《基于粉末材料设计与工艺控制的等离子喷涂高结合强度涂层的制备技术》的报告。

报告老师简介：

西安交通大学工学学士（1982）与大阪大学工学硕士（1986）及博士（1989），国家杰出青年基金获得者，入选美国金属学会（ASM）会士。长期从事热喷涂、冷喷涂技术的基础理论与应用开发研究，主持50多项科研项目，国际期刊发表学术论文470余篇，SCI引用20000余次，获授权发明专利50余项；成果获国家自然科学二等奖1项、陕西省科学技术一等奖2项、教育部自然科学二等奖1项，获得国际热喷涂最高荣誉奖ASM热喷涂名人堂奖。自2012年担任Journal of Thermal Spray Technology杂志副主编。

来源：

陈林等：热喷涂陶瓷涂层的耐磨应用及涂层结构调控方法

（中国粉体网编辑整理/空青）

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