9. Bố cục luận án
2.1.2.4. Giai đoạn va đập của các giọt kim loại vào bề mặt kim loại nền
Các hạt vật liệu phủ mang động năng và nhiệt năng bay đến va đập vào bề mặt nền và hình thành lớp phủ, các hạt bám dính được trên bề mặt nền phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Nhiệt độ, tốc độ va đập hay trạng thái của giọt vật liệu (lỏng, bán lỏng, rắn), thuộc tính vật lý của bột phun, trạng thái bề mặt của vật liệu nền [6]. Các giọt vật liệu khi va đập, động năng của hạt chuyển thành nhiệt năng, truyền năng lượng cho bề mặt nền làm tăng nhiệt độ bề mặt nền, khi tiếp xúc với bề mặt nền các phần tử phun ở trạng thái lỏng bị biến dạng từ tròn thành dẹt và bám chắc trên bề mặt gồ ghề của kim loại nền cũng như sự bám dính giữa các nhóm vật liệu phun với nhau (hình 2.2).
Trong quá trình hình thành lớp phủ, do ở nhiệt độ cao nên xảy ra quá trình khuyếch tán giữa các nguyên tử tạo thành khối vật liệu phủ đồng nhất. Do kết quả của sự truyền nhiệt, các hạt phủ biến dạng và nguội, kèm theo thể tích giảm, đại bộ phận các hạt bám chắc vào bề mặt nền, một bộ phận nhỏ bị bắn ra khỏi bề mặt. Tùy sự dịch chuyển của đầu phun hoặc vật được phun, chùm tia hạt phủ được bắn vào bề mặt nền theo từng lớp, chồng chất lên nhau tạo thành lớp phủ theo yêu cầu (hình 2.3).
Hình 2.3. Sự chồng chất của lớp phủ phụ thuộc vào sự chuyển động khi phun
2.2. SỰ HÌNH THÀNH VÀ CẤU TRÚC LỚP PHỦ NHIỆT PLASMA
Phun plasma là quá trình tạo các loại lớp phủ được lắng đọng rất khác nhau, bao gồm kim loại, gốm sứ và vật liệu tổng hợp vvv. Nhiệt plasma bao gồm một hỗn hợp các electron, phân tử trung tính và các nguyên tử cũng như các ion, ở trạng thái cơ bản hoặc bị kích thích. Sự dao động của các phân tử, nguyên tử và ion giữa trạng thái kích thích của chúng và trạng thái thấp hơn hoặc dưới mặt đất dẫn đến sự phát xạ của các photon tạo thành luồng phát sáng của plasma. Tuy nhiên, một hỗn hợp như vậy được chứng minh là plasma nếu các điện tích âm và dương cân bằng với nhau, tức là, tổng thể plasma là trung tính về điện. Các plasma nhiệt chỉ tồn tại nếu độ dẫn điện của chúng vượt quá một ngưỡng nhất định, đối với các hỗn hợp được sử dụng trong phun plasma ở áp suất khí quyển tương ứng với nhiệt độ cỡ khoảng từ 700°C ÷ 800°C [42]. Như vậy có thể thấy quy trình phun phủ nhiệt nói chung và phun phủ plasma nói riêng là một sự tổng hợp của quá trình hóa lý.