冷喷涂技术及其系统的研究现状与展望

黄春杰，殷硕，李文亚，郭学平

（1.德国汉堡赫尔穆特-施密特大学/德国联邦国防军大学 材料技术研究所，德国 汉堡 22043；2.爱尔兰都柏林圣三一大学 机械与制造学院，爱尔兰 都柏林 2；3.西北工业大学 凝固技术国家重点实验室 陕西省摩擦焊接工程技术重点实验室 西安 710072；4.集美大学 轮机工程学院，厦门 361021）

冷喷涂（Cold Spray, CS），也称为冷气体动力喷涂（Cold Gas Dynamic Spray, CGDS），是近20 年来发展起来的一种新型表面涂层技术，是一种固态成形工艺。在冷喷涂过程中，将一定温度与压力的气体（氮气、氦气、压缩空气等）送入特定的喷嘴，产生超音速气体流动，然后将具有一定粒径的粉末颗粒送入到高速气流中，经过加速加热，在固态下高速撞击基体，产生严重的塑性变形而沉积在基体表面形成涂层[1-4]。20 世纪80 年代中期，前苏联科学院理论与应用力学研究所的Papyrin 及其同事利用示踪粒子进行超声速风洞实验时发现，当粒子速度超过一定的临界值后，示踪粒子会沉积在靶材表面，并于1990年提出冷喷涂的概念，随后发表了第一篇关于冷喷涂的论文[1]，申请了冷喷涂专利[2]。1995—1997 年，有关于冷喷涂方面的研究报道在美国国际热喷涂会议上引起了热议。2000 年，在加拿大召开的国际热喷涂会议上首次组织了关于冷喷涂的专题分会。2001 年，德国超音速火焰喷涂会议和2002 年美国国际热喷涂大会进一步明确了冷喷涂成为热喷涂领域的重要分支。目前，冷喷涂技术研究及其系统开发在俄罗斯、德国、美国、日本、中国等国家受到了广泛的关注。……