热喷涂技术发展的方向与优势
热喷涂技术经过近一个世纪的发展，从简单的工艺技术发展成为完整的工业体系，已成为先进制造技术的重要组成部分。在成长和发展过程中，由于专业和学科间的不断渗透、交叉、融合，技术日趋系统化、集成化，即发展成为集机械学、材料科学、热动力学、高新技术和生物工程等专业为一体的新兴交叉学科，在制造业领域成为完善的工业体系。热喷涂技术核心是优质、高效、低消耗的表面改造，达到赋予基体材料表面特殊功能的目的。技术的发展主要是新技术的发现、材料的创新、涂层质量控制软体系、涂层制备基础理论研究和检测技术等诸方面。
1、近年来，随热喷涂技术的发展，新的工业技术和新的应用领域不断地涌现。涂层质量很大程度上依赖于喷射溶滴的速度，提高热喷涂喷射流和喷涂粒子的速度已成为当前国际热喷涂技术发展的新趋势。高速等离子喷涂技术由于热源温度高、加热融化效率高，可喷涂高熔点的陶瓷材料和超合金材料。与普通等离子喷涂比较，高速等离子喷涂的射流速度超过5马赫，喷涂粒子速度可达500m/s，使得涂层更加致密，硬度、韧性、结合强度更高。特别是制备高质量陶瓷涂层和金属陶瓷涂层，具有其他喷涂技术不可替代的优势。多种复合工艺技术已联合使用。高速火焰喷涂制备结合底层，有效地控制结合层的含氧量，等离子喷涂制备工作面层；等离子喷涂或火焰喷涂预置涂层，激光照射重熔制备完全致密的陶瓷涂层，达到改变涂层组织性能的目的。
2、新型工艺技术的发现与应用促进了新材料的发展。新型热障涂层材料，在氧化锆涂层上使用新成分和氧化锆复合，作为双层复合涂层材料；纳米涂层（纳米先驱溶液、纳米团聚体粉末）材料、功能复合涂层材料、生物功能涂层材料、金属间化合物涂层材料、微晶或非晶涂层材料等的制备，已成为人们日益关注的重点。
3、在线控制质量保证体系。涂层质量与涂层工艺方法及工艺参数有十分紧密的关系，标准工艺参数的重现性和稳定性是保证涂层质量最基本环节。工艺参数变化影响因素诸多，热功率的大小、热温度的分布、喷涂粒子的分布状况、粒子速度的高低，均成为涂层质量的重要因素。在线质量控制，检测喷涂热源温度场的分布、喷涂粒子的飞行速度及状态，为优化并稳定涂层制备工艺参数获得优质涂层提供了基本保证。
4、涂层制备基础理论研究和突出性能检测方法。采用神经网络、试验设计和其他优化方法来确定热喷涂涂层制备工艺参数与突出性能之间的关系。研究建立喷涂粒子受热状况、运动形态与喷嘴出口处条件之间的数学模型；涂层中残余应力形成模型；热喷涂过程中粒子流、等离子射流所形成的涂层模型和基体热通量模型。喷涂过程中各种参数之间模型建立，在理论上研究控制涂层质量的方法。通过采用光学显微镜、电子显微镜、X射线洐射、高速成像等检测技术，研究涂层的显微组织特性，分析喷涂参数对涂层结构和涂层性能的影响，预测涂层使用性能。