1.冷喷涂的定义

冷喷涂是一种金属、陶瓷喷涂工艺。但是它不同于传统热喷涂（超音速火焰喷涂、等离子喷涂、爆炸喷涂等），它不需要将喷涂的金属粒子熔化，喷涂基体表面产生的温度不会超过150℃。同时，陶瓷烧结温度在1500℃以上。因此，冷喷涂可以将陶瓷涂层（如氧化铝）喷涂在几乎所有基体上。

2.冷喷涂的原理

冷喷涂的理论基础是：压缩空气使金属粒子加速到临界速度（超音速），金属粒子直击到基体表面后发生物理形变，金属粒子在基体表面撞扁并牢固附着。整个过程金属粒子没有被熔化，但如果金属粒子没有达到超音速则无法附着。金属粒子沉积过程如图8-24所示。

3.冷喷涂的特点

冷喷涂具有以下特点：

1）冷喷涂材料的可选择范围广。凡具有塑性的金属、塑料以及含塑性变形成分的材料混合物，都可用于冷喷涂。

2）涂层致密和氧化物含量低。冷喷涂与电弧喷涂、等离子喷涂、超音速火焰喷涂相比，最明显的特点是涂层中的氧化物极少，甚至几乎没有，因而可以避免易氧化物涂层材料在喷涂过程中性能发生变化，也有利于制备高电导率、高热导率涂层。

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图8-24 金属粒子沉积过程

3）沉积效率高。可高速喂入粉末，以高的沉积速度和沉积效率形成涂层，生产率高。喷涂生产率可达3kg/h，沉积效率为70%。

4）对基材热影响小。粉末加热温度低，喷涂过程对基体的热影响小，可保留最初粉末和基材的性能，可喷涂热敏感材料。

5）操作条件宽、喷涂质量好。喷涂距离极短，微束宽度可调，涂层外形与基材紧密保持一致，可达到较低的表面粗糙度。

6）涂料粉末喷涂损失少。操作过程中基本不需要遮蔽，而且粉末可以收集和重复使用，粉末利用率高，节约资源。

7）可喷涂纳米涂层。喷涂过程中，晶粒生长速度极慢，故可用于喷涂纳米涂层。

8）操作条件好。冷喷涂在吸风除尘净化装置的隔音室中工作，其噪声远低于超音速火焰喷涂；无高温气体喷射，也无辐射或爆炸气体，安全性高。

冷喷涂的主要缺点是适用于喷涂的粒子直径范围比较小，而且不宜使用非塑性喷涂材料。