Plasma spuitenis een geavanceerde oppervlaktetechniek waarbij gebruik wordt gemaakt van een plasmaboog als warmtebron om verschillende materialen te smelten en op een substraatoppervlak af te zetten. Dit proces creëert een sterke, hechtende coating die de oppervlakte-eigenschappen van het onderliggende materiaal kan verbeteren. De keuze van de materialen die bij plasmaspuiten worden gebruikt, is cruciaal en hangt af van de gewenste eigenschappen van de uiteindelijke coating. Hier zijn enkele van de meest gebruikte materialen bij plasmaspuiten:
Metalen en legeringen behoren tot de meest gebruikte materialen bij plasmaspuiten vanwege hun uitstekende mechanische eigenschappen en corrosieweerstand. Deze materialen kunnen worden gesmolten en op verschillende substraten worden gespoten om coatings te creëren met de gewenste hardheid, slijtvastheid en corrosieweerstand.
Aluminium (Al): Aluminium is licht van gewicht en heeft een goede corrosieweerstand. Plasmagespoten aluminiumcoatings worden vaak gebruikt in lucht- en ruimtevaart- en automobieltoepassingen waar gewichtsvermindering cruciaal is.
Chroom (Cr): Chroom staat bekend om zijn hardheid en corrosiebestendigheid. Plasmagespoten chroomcoatings worden gebruikt in toepassingen die een hoge slijtvastheid en corrosiebescherming vereisen, zoals in de olie- en gasindustrie.
Op nikkel gebaseerde legeringen: Legeringen op nikkelbasis bieden uitstekende corrosieweerstand, stabiliteit bij hoge temperaturen en goede mechanische eigenschappen. Deze legeringen worden vaak gebruikt bij plasmaspuiten om coatings te creëren voor turbinebladen, motoronderdelen en andere toepassingen bij hoge temperaturen.
Keramiek
Keramische materialen zijn een andere belangrijke categorie plasmaspuitmaterialen. Ze staan bekend om hun hoge hardheid, slijtvastheid en chemische inertie. Keramische coatings kunnen uitstekende bescherming bieden tegen hoge temperaturen, schurende slijtage en chemische aantasting.
Alumina (Al2O3): Alumina is een van de meest gebruikte keramische materialen bij plasmaspuiten. Het heeft een hoge hardheid, slijtvastheid en chemische stabiliteit. Aluminiumoxidecoatings worden veel gebruikt in toepassingen zoals slijtvaste oppervlakken, thermische barrières en corrosiebescherming.
Zirkonia (ZrO2): Zirkonia is een ander belangrijk keramisch materiaal met een hoge hardheid en uitstekende thermische stabiliteit. Plasmagespoten zirkoniumoxidecoatings worden gebruikt in toepassingen bij hoge temperaturen, zoals in turbinemotoren en ovenbekledingen.
Siliciumnitride (Si3N4): Siliciumnitride biedt een hoge hardheid, goede slijtvastheid en een lage thermische geleidbaarheid. Het wordt gebruikt bij plasmaspuiten om coatings te creëren voor snijgereedschappen, motoronderdelen en andere toepassingen die een hoge thermische schokbestendigheid vereisen.
Composietmaterialen worden ook gebruikt bij plasmaspuiten om de beste eigenschappen van verschillende materialen te combineren. Deze composieten kunnen verbeterde mechanische eigenschappen, slijtvastheid en corrosiebescherming bieden.
Metaal-keramische composieten: Metaal-keramische composieten combineren de hardheid en slijtvastheid van keramiek met de taaiheid en ductiliteit van metalen. Deze composieten worden gebruikt bij plasmaspuiten om coatings te creëren met uitstekende mechanische eigenschappen en corrosieweerstand.
Koolstofvezelcomposieten: Koolstofvezelcomposieten zijn lichtgewicht en bezitten een hoge sterkte en stijfheid. Plasmagespoten koolstofvezelcoatings worden gebruikt in lucht- en ruimtevaart- en automobieltoepassingen waar gewichtsvermindering en hoge prestaties van cruciaal belang zijn.
Naast de hierboven genoemde materialen kan bij plasmaspuiten ook gebruik worden gemaakt van diverse andere materialen die zijn toegesneden op specifieke toepassingen. Bij plasmaspuiten worden bijvoorbeeld oxidekeramische materialen zoals chroomoxide (Cr2O3) en titaniumdioxide (TiO2) gebruikt om coatings voor optische toepassingen te creëren, zoals antireflectiecoatings en beschermende films.
Bovendien evolueert de plasmaspuittechnologie voortdurend en worden er nieuwe materialen ontwikkeld om aan de toenemende eisen van verschillende industrieën te voldoen. Onderzoekers onderzoeken nieuwe materialen met verbeterde eigenschappen, zoals legeringen met een hoge entropie en keramiek met nanostructuur, om de prestaties van plasmagespoten coatings verder te verbeteren.
Plasma spuitenbiedt een veelzijdige en effectieve manier om een breed scala aan materialen op verschillende substraten aan te brengen. De materiaalkeuze hangt af van de specifieke toepassingseisen, zoals slijtvastheid, corrosiebescherming, stabiliteit bij hoge temperaturen en andere mechanische eigenschappen. Door het juiste materiaal te selecteren, kan plasmaspuiten de prestaties en duurzaamheid van gecoate componenten in verschillende industrieën aanzienlijk verbeteren.
