隨著當(dāng)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,熱噴涂技術(shù)已經(jīng)成為一項(xiàng)綜合性的高技術(shù)。它不僅是表面工程技術(shù)的一個(gè)重要組成部分,而且將成為直接制造具有特殊性能、特殊形狀的零部件和產(chǎn)品的工藝技術(shù)手段。熱噴涂技術(shù)是一種復(fù)合技術(shù),它利用各種不同熱源,將欲噴涂的各種材料如金屬、合金、陶瓷、塑料及其各類(lèi)復(fù)合材料加熱至熔化或熔融狀態(tài),借助氣流高速霧化形成“微粒霧流”沉積在已經(jīng)預(yù)處理的工件表面形成堆積狀,與基體緊密結(jié)合的涂層,稱之為噴涂層。而將某些噴涂層在噴涂的同時(shí)或隨后進(jìn)行重熔處理形成的冶金結(jié)合特征的涂層稱之為噴熔層或重熔層。
等離子噴涂(plasmaspraying)是熱噴涂的一種,是將金屬或非金屬粉末送人剛性非轉(zhuǎn)移型等離子弧焰流中加熱到熔化狀態(tài),并隨等離子焰流高速噴射并沉積到預(yù)先經(jīng)過(guò)處理過(guò)的工件表面上,從而形成一種具有特殊性能的涂層。等離子噴涂時(shí)的焰流溫度高,能量集中,能熔化在高溫下不發(fā)生分解的各種高溫粉末材料,可以獲得各種性能的涂層。等離子噴涂得到的涂層平整光滑,可以精確控制厚度。涂層空隙率低,結(jié)合度高,涂層空隙率可控制在~10%,結(jié)合強(qiáng)度可達(dá)60~70N/mm2,涂層氧化物和雜質(zhì)含量少,對(duì)工件的熱變形影響小,棊體組織不會(huì)發(fā)生變化。
Ti6Al4V合金表面噴涂羥基磷灰石涂層被認(rèn)為是在整形外科和牙科領(lǐng)域中*有希望的生物植入材料,這種材料具有優(yōu)異的生物相容性和良好的力學(xué)性能。全髖關(guān)節(jié)和牙科植入的臨床實(shí)驗(yàn)表明,金屬T16A14V合金表面噴涂羥基磷灰石涂層能得到滿意的結(jié)果,因?yàn)樵谕繉颖砻婺苄纬尚律?。?duì)磷酸鈣生物陶瓷和含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于60%的生物玻璃的生物活性研究發(fā)現(xiàn),其生物活性比純HA要好。在人體體液中,生物玻璃要經(jīng)歷整個(gè)生物學(xué)過(guò)程,包括生物溶解和生物降解,磷灰石結(jié)晶沉淀,并*終在植人體表面形成骨組織。為了提高HA的生物活性并保持足夠的結(jié)合強(qiáng)度,許多學(xué)者在Ti6Al4V合金表面進(jìn)行了一系列的HA/BG組分涂層的研究,其得到的涂層的結(jié)合強(qiáng)度可以滿足植入的要求。在隨后的人體體液中發(fā)現(xiàn),Ti6Al4V合金表面的純羥基磷灰石的結(jié)合強(qiáng)度減少了40%,而B(niǎo)G涂層在濕潤(rùn)度低的環(huán)境下保持穩(wěn)定,而在濕潤(rùn)度高的環(huán)境下結(jié)合強(qiáng)度也損失了40%。而HA/BG混合涂層則在兩種成分下都要好于單一的HA涂層和BCr涂層。
等離子噴涂在表面形成耐磨涂層,可以有效地提高鈦合金表面性能。另外,通過(guò)表面形成具有生物相容性的HA涂層和生物玻璃,可以提高材料的生物活性。研究等離子噴涂,在鈦合金表面形成HA,提高表面的生物活性并保持足夠的結(jié)合強(qiáng)度,防止材料的表面脆性,是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。