技術(shù)交流
等離子噴涂在我們生活中會(huì)經(jīng)常使用，它的研究現(xiàn)狀
1 等離子射流的表征
等離子射流溫度可通過(guò)發(fā)射光譜（8000＜T＜14000 K時(shí)，主要來(lái)自原子譜線），瑞利散射（Rayleigh scattering）（T＜10000或 16000K時(shí)，取決于分辨率）和相干反斯托克斯喇曼干涉光譜（CARS）（T＜10000K） 來(lái)表征。與質(zhì)譜儀耦合的熱焓探針可以測(cè)量氣體的熱焓，進(jìn)而得到等離子氣體的溫度，但這種方法是侵入式的，測(cè)得的溫度是Favre平均溫度，與光譜測(cè)得的時(shí)間平均溫度不同。
在等離子核心，直流電弧等離子射流的速度可以使用光學(xué)方法測(cè)得，其依據(jù)是電弧根波動(dòng)導(dǎo)致光波動(dòng)傳播，而在等離子焰中,可以利用與質(zhì)譜儀耦合的熱焓探針測(cè)量。
直流等離子射流的瞬態(tài)行為通常借助于快速攝影機(jī)來(lái)研究：攝影機(jī)可以是快門時(shí)間非常短（小于10-5s）并帶有運(yùn)動(dòng)分析器的簡(jiǎn)易數(shù)碼視頻攝影機(jī)、帶激光閃光燈的數(shù)碼或視頻攝影機(jī)。
2 等離子體和粉末之間的相互作用
等離子噴涂涂層的特征直接取決于到達(dá)基底的粉末顆粒的參數(shù)。因此，幾年來(lái)，發(fā)展了許多不同的技術(shù)來(lái)測(cè)量顆粒尺寸、速度和溫度分布。一般，粉末顆粒溫度的確定基于測(cè)量粉末顆粒發(fā)射的雙波長(zhǎng)或多波長(zhǎng)或色帶的熱輻射而獲得。粉末顆粒速度用激光多譜勒測(cè)速儀（laser Doppler velocimetry）或過(guò)境計(jì)時(shí)技術(shù)（transit timing technique）測(cè)得。在后一技術(shù)中，速度根據(jù)顆粒穿過(guò)兩個(gè)光欄或聚焦的激光斑點(diǎn)之間的時(shí)間推得。粉末顆粒尺寸根據(jù)經(jīng)強(qiáng)度校核后的顆粒的熱輻射強(qiáng)度推導(dǎo)得出，或根據(jù)穿過(guò)一聚焦激光束的一個(gè)顆粒散射并在與原始激光束不同的角度收集的兩個(gè)或多個(gè)光信號(hào)之間的相位移推得。這些方法大部分是單顆粒法（single particle method），顆粒參數(shù)的分布和標(biāo)準(zhǔn)偏差是通過(guò)對(duì)大量單個(gè)顆粒的觀察得到的。但是，有些方法可以認(rèn)為是“顆粒群技術(shù)（ensemble techniques）”，因?yàn)檫@些技術(shù)同時(shí)測(cè)量大量顆粒的性能，并直接得到這些參數(shù)的平均值。到目前為止，這些顆粒群技術(shù)還只能提供粉末顆粒溫度的信息，但近期已開(kāi)發(fā)了一種可以測(cè)粉末顆粒速度的顆粒群技術(shù)。
成像技術(shù)也可以用來(lái)探測(cè)粉末顆粒噴涂射流心跡線的形狀和位置，以及熾熱顆粒的密度，或者根據(jù)光信號(hào)的強(qiáng)度確定粉末顆粒溫度和尺寸，使用雙曝光技術(shù)確定速度。該測(cè)量設(shè)備中激光的引入能夠測(cè)定“冷”顆粒的數(shù)量以及尺寸和速度。
一些商業(yè)化的技術(shù)現(xiàn)在可以用于生產(chǎn)環(huán)境，進(jìn)行噴涂工藝的在線控制。這些技術(shù)通常以顆粒的熱輻射測(cè)量為基礎(chǔ)，并不使用其他附加光源，可以測(cè)量顆粒的速度、溫度及尺寸分布。
3 層片形成和涂層堆積
為制備性能可嚴(yán)格控制并具有重現(xiàn)性的涂層，要求充分地了解粉末熔滴撞擊基底表面后發(fā)生的現(xiàn)象。在層片形成和涂層堆積的理解方面，已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，出現(xiàn)了很多測(cè)量技術(shù)。
得到有關(guān)層片形成信息的簡(jiǎn)單方法是使用光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡或原子力顯微鏡觀察基底上的孤立層片。層片的幾何形狀也可以用表面輪廓測(cè)定儀測(cè)量。透過(guò)這樣的觀察，能夠研究基底表面的具體準(zhǔn)備情況（化學(xué)成分和粗糙度）及其溫度對(duì)層片幾何形狀的影響。然而，這樣的研究并沒(méi)有全面理解層片形成過(guò)程中涉及的撞擊過(guò)程和凝固現(xiàn)象，而這些恰恰是控制涂層形成的關(guān)鍵。為此，就要求確定單個(gè)粉末顆粒在撞擊前的尺寸、溫度和速度，并跟蹤該熔滴在基底上的鋪展過(guò)程和溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系。近來(lái)，基于探測(cè)粉末發(fā)射的熱輻射開(kāi)發(fā)了兩種技術(shù)。第一種是使用聚焦到基底上的高溫計(jì)來(lái)測(cè)量粉末顆粒撞擊前的參數(shù)，并測(cè)定粉末顆粒在基底上鋪展和冷卻過(guò)程中的溫度演化。第二種技術(shù)由聚焦于基底的高溫計(jì)和相陣多譜勒粉末顆粒分析儀組成。相陣多譜勒粉末顆粒分析儀能夠獨(dú)立于其溫度而測(cè)量粉末顆粒的速度、尺寸，而粉末顆粒在撞擊前和撞擊過(guò)程的溫度用雙波長(zhǎng)光學(xué)高溫計(jì)測(cè)量。這些技術(shù)能夠估測(cè)撞擊粉末顆粒的鋪展時(shí)間、鋪展度ξ（層片直徑與原始顆粒直徑之比）以及冷卻速率。熱噴涂粉末顆粒沖擊過(guò)程可視化的成像設(shè)備也在發(fā)展中。
噴涂涂層除了經(jīng)典的表征方法：氣孔率、粘著力、楊氏模量、殘余應(yīng)力，已經(jīng)發(fā)展了在涂層形成過(guò)程中在線跟蹤某些參數(shù)的幾種方法，如：利用紅外高溫計(jì)可以監(jiān)測(cè)涂層和基底的表面溫度；利用聲發(fā)射分析（AES）對(duì)噴槍位置關(guān)系的信號(hào)進(jìn)行詳細(xì)分析能夠很容易確定噴涂一道的開(kāi)始和結(jié)束，甚至對(duì)諸如微裂紋形成，反彈或剝落產(chǎn)生的能量釋放進(jìn)行跟蹤；使用力學(xué)傳感器或帶有CCD攝象機(jī)的激光束，基于在噴涂過(guò)程中連續(xù)測(cè)量矩形條狀試樣的曲率（彎曲度）和位移，可以對(duì)噴涂涂層形成過(guò)程中的應(yīng)力演化進(jìn)行測(cè)
