Pulvérisation plasmaest un processus de revêtement sophistiqué qui utilise un plasma à arc comme source de chaleur pour fondre et déposer des matériaux sur un substrat. Cette méthode est largement appliquée dans diverses industries pour améliorer les propriétés de surface des matériaux, telles que l'amélioration de la résistance à la corrosion, de la résistance à la chaleur, de la résistance à l'usure et de l'isolation électrique. Voici un aperçu détaillé de la manière dont la pulvérisation plasma est effectuée.
La projection plasma fonctionne sur le principe de la génération de plasma à arc. Un arc est créé entre deux électrodes, généralement constituées de matériaux non consommables, qui servent de source de chaleur. Un flux de gaz, tel que de l’argon, de l’azote ou de l’hydrogène, traverse l’arc. Ce gaz est ionisé et chauffé à des températures extrêmement élevées, allant de 10 000 à 20 000 °C, formant le jet de plasma. Le jet de plasma sort par une buse et est dirigé sur le substrat sur lequel le revêtement doit être appliqué.
Une alimentation haute tension est utilisée pour créer un arc entre les électrodes.
The arc is maintained by a stable current flow, typically in the range of tens to hundreds of amperes.
An inert or reactive gas is fed into the plasma torch.
Le gaz est chauffé et ionisé par l’arc, formant un jet de plasma à haute température.
La torche plasma est l’élément central du système de projection plasma.
Il abrite les électrodes et la buse par laquelle sort le jet de plasma.
La matière première, qui peut se présenter sous forme de poudre, de fil ou de tige, est introduite dans le jet de plasma.
Le matériau est chauffé et fondu par le plasma, et les gouttelettes fondues sont accélérées vers le substrat.
Le support est nettoyé et préparé pour assurer une bonne adhérence du revêtement.
Il peut être préchauffé pour réduire le choc thermique pendant le processus de revêtement.
Étapes du processus de pulvérisation au plasma
Le substrat est préchauffé à une température proche du point de fusion du matériau de base.
Cela contribue à réduire les contraintes thermiques et à améliorer la liaison entre le revêtement et le substrat.
La matière première est introduite dans le jet de plasma soit par un dispositif d'alimentation en poudre, soit par fusion d'un fil ou d'une tige.
The material is heated and melted instantaneously by the high-temperature plasma.
Les gouttelettes fondues sont accélérées vers le substrat par le jet de plasma.
As the droplets hit the substrate, they spread and flatten, forming a layer of the coating.
Le processus est répété, plusieurs couches étant déposées pour obtenir l’épaisseur de revêtement souhaitée.
Une fois l’épaisseur de revêtement souhaitée atteinte, la torche plasma est éteinte.
Le substrat revêtu peut refroidir lentement pour éviter les fissures et les contraintes internes.
Type de gaz et débit : Le type et le débit du gaz affectent la température du plasma et la vitesse du jet.
Alimentation et courant d'arc : Le courant d'arc contrôle la température du plasma et la vitesse de fusion du matériau.
Propriétés du matériau de base : La composition chimique, la taille des particules et le point de fusion du matériau de base influencent les propriétés du revêtement.
Spray Distance and Nozzle Design: The distance between the nozzle and the substrate and the design of the nozzle affect the coating uniformity and deposition rate.
La pulvérisation plasma est utilisée dans un large éventail d’applications, notamment :
Corrosion et résistance à l'usure : des revêtements tels que des oxydes céramiques et métalliques sont appliqués pour protéger les surfaces de la corrosion et de l'usure.
Revêtements de barrière thermique : des revêtements comme la zircone sont utilisés dans les industries aérospatiale et automobile pour fournir une isolation thermique.
Isolation électrique : des revêtements tels que l'alumine sont appliqués sur les composants électriques pour améliorer leurs propriétés d'isolation.
Revêtements biomédicaux : des revêtements comme l'hydroxyapatite sont utilisés dans les implants pour améliorer leur biocompatibilité.
Pulvérisation plasmaest un procédé de revêtement polyvalent et puissant qui utilise un plasma à haute température pour fondre et déposer des matériaux sur un substrat. En contrôlant soigneusement les paramètres du processus, tels que le type de gaz, le courant d'arc, la matière première et la distance de pulvérisation, une large gamme de revêtements aux propriétés différentes peut être produite. Cette technologie est essentielle dans de nombreuses industries pour améliorer les performances et la durabilité des composants et des produits.
