什么是热喷涂打底涂层材料“自粘结”效应

在热喷涂火焰高温热源的作用下，涂层材料不同组分能发生放热化学反应，使涂层与基体形成微冶金结合。最典型和应用最广的“自粘结”打底涂层材料是镍铝复合粉末。

涂层与基体的结合强度主要取决于基体与喷射微粒之间的接触温度、微粒的熔融状态以及在喷射过程中施加于微粒的冲击力。而在工艺制度中，所能考虑的主要因素就是提高接触温度。打底涂层材料的放热特性就是基于这种前提而设计的。

一般说来，接触温度又取决于形成涂层瞬间的基体度、微粒温度及二者的热物理性质。在热喷涂过程中，金属基体不可能预热到很高的温度，原则上不超过100~ 200℃，否则其表面将氧化严重，阻碍涂层与基体材料的结合。依靠热源提高微粒的温度，其效果不明显，因为微粒飞行到基体的时间不过千分之几秒，受热时间太短。因此，借助于微粒本身产生化学反应来贡献热量，是最行之有效的途径。

大自粘结型打底涂层材料有两种：一种是高熔点金属，如钨、钼等，它们在熔化状态下具有很高的热含量(钨为29.4kJ/mol、钼为21kJ/mol)；另一种是具有放热特性的复合粉末材料，如Ni-Al粉等。它们在热喷涂过程中发生Ni、Al间的放热反应，这种放热反应可在粉末微粒到达基体表面之后仍然持续0.003~0.005s，从而使涂层与基体之间产生很强的微冶金结合。

已知有100多对元素在它们的相互反应中放出大量的热，其中较理想的是Al与Ni、Co、Cr、Mo、W、Nb、Ti之中的一种或多种。而最常用的是Al和Ni或Mo等元素之间的放热反应，如Ni-Al粉末、Ni-Mo-Al粉末。