熱噴涂技術(shù)因工藝的靈活性與可噴涂材料的廣泛性，目前已經(jīng)在航空航天、石油化工、電子電氣、汽車、醫(yī)療、海洋、礦業(yè)等領(lǐng)域得到了越來越多的領(lǐng)域獲得廣泛的應(yīng)用。
一、熱噴涂技術(shù)原理
根據(jù)國際標(biāo)準(zhǔn)GB/T18719-2002的定義，熱噴涂技術(shù)是利用熱源將噴涂材料加熱只溶化或半溶化狀態(tài)，并以一定的速度噴射沉積到經(jīng)過預(yù)處理的的基體形成涂層的方法，賦予基體表面特殊功能的目的。
影響熱噴涂涂層性能的主要因素是原料在噴涂焰流中的熔融狀態(tài)（溫度）和飛行速度（微粒的動(dòng)能）。在大氣等離子噴涂之后出現(xiàn)的各種熱噴涂技術(shù)，無一不是通過提高微粒溫度或速度來獲得性能優(yōu)異的涂層。此外，由于等離子噴涂、爆炸噴涂等技術(shù)無法使用納米粉體進(jìn)料，在制備納米結(jié)構(gòu)涂層時(shí)只能通過造粒將其制為微米級(jí)粉體用于噴涂，噴涂工藝和涂層性能均受到限制。因此，研究人員還開發(fā)了懸浮液等離子噴涂（SSPS），以便獲得特定組織的納米結(jié)構(gòu)涂層。
熱噴涂技術(shù)工藝方法很多，但無論何種工藝方法，噴涂過程中形成涂層的原理和涂層結(jié)構(gòu)基本一致。熱噴涂形成涂層的過程一般經(jīng)歷四個(gè)階段：噴涂材料加熱溶化階段、霧化階段、飛行階段、碰撞沉積階段。
1、加熱溶化階段
當(dāng)噴涂材料為線（棒）材時(shí)，噴涂過程中，線材的端部連續(xù)不斷地進(jìn)入熱源高溫區(qū)被加熱溶化，形成溶滴；當(dāng)噴涂材料為粉末時(shí)，粉末材料直接進(jìn)入熱源高溫區(qū)，在行進(jìn)的過程中被加熱至溶化或半溶化狀態(tài)。
2、霧化階段
線（棒）材在噴涂過程中被加熱溶化形成溶滴，在外加壓縮氣流或熱源自身氣流動(dòng)力的作用下，將線（棒）材端部溶滴霧化成微細(xì)溶粒并加速粒子的飛行速度；當(dāng)噴涂材料為粉末時(shí)，粉末材料被加熱到足夠高溫度，超過材料的熔點(diǎn)形成液滴時(shí)，在高速氣流的作用下，霧化破碎成更細(xì)微粒并加速飛行速度。
熱噴涂技術(shù)涂層形成原理
3、飛行階段
加熱溶化或半溶化狀態(tài)的粒子在外加壓縮氣流或熱源自身氣流動(dòng)力的作用下被加速飛行。粒子飛行過程中噴涂粒子首先被加速，隨著飛行距離的增加而減速。
4、碰撞沉積階段
具有一定溫度和速度的噴涂粒子在接觸基體材料的瞬間，以一定的動(dòng)能沖擊基體材料表面，產(chǎn)生強(qiáng)烈的碰撞。在碰撞基體材料的瞬間，噴涂粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能并傳遞給基體材料，在凹凸不平的基材表面上產(chǎn)生形變。由于熱傳遞的作用，變形粒子迅速冷凝并伴隨著體積收縮，其中大部分粒子呈扁平狀牢固地粘結(jié)在基體材料表面上，而另一小部分碰撞后經(jīng)基體反彈而離開基體表面。隨著噴涂粒子束不斷地沖擊碰撞基體表面，碰撞一變形—冷凝收縮一填充連續(xù)進(jìn)行。變形粒子在基體材料表面上，以顆粒與顆粒之間相互交錯(cuò)疊加地粘結(jié)在一起，而沉積形成涂層。
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