플라즈마 분사아크 플라즈마를 열원으로 활용하여 재료를 녹여 기판에 증착하는 정교한 코팅 공정입니다. 이 방법은 내식성, 내열성, 내마모성, 전기 절연성 향상 등 재료의 표면 특성을 향상시키기 위해 다양한 산업 분야에 널리 적용됩니다. 플라즈마 분사가 수행되는 방법에 대한 자세한 내용은 다음과 같습니다.
플라즈마 분사는 아크 플라즈마 생성 원리에 따라 작동합니다. 일반적으로 열원 역할을 하는 비소모성 재료로 만들어진 두 전극 사이에 아크가 생성됩니다. 아르곤, 질소, 수소 등의 가스 흐름이 아크를 통과합니다. 이 가스는 이온화되어 10,000~20,000°C 범위의 매우 높은 온도로 가열되어 플라즈마 제트를 형성합니다. 플라즈마 제트는 노즐을 통해 빠져나와 코팅이 적용될 기판 위로 향하게 됩니다.
전극 사이에 아크를 생성하기 위해 고전압 전원 공급 장치가 사용됩니다.
아크는 일반적으로 수십에서 수백 암페어 범위의 안정적인 전류 흐름에 의해 유지됩니다.
불활성 또는 반응성 가스가 플라즈마 토치에 공급됩니다.
가스는 아크에 의해 가열되고 이온화되어 고온 플라즈마 제트를 형성합니다.
플라즈마 토치는 플라즈마 분사 시스템의 핵심 구성 요소입니다.
여기에는 플라즈마 제트가 빠져나가는 전극과 노즐이 들어 있습니다.
The feedstock material, which can be in the form of powder, wire, or rod, is introduced into the plasma jet.
The material is heated and melted by the plasma, and the molten droplets are accelerated towards the substrate.
코팅의 접착력이 양호하도록 기판을 세척하고 준비합니다.
코팅 공정 중 열충격을 줄이기 위해 예열될 수 있습니다.
플라즈마 스프레이 공정의 단계
기판은 공급원료 물질의 녹는점에 가까운 온도로 예열됩니다.
이는 열 응력을 줄이고 코팅과 기판 사이의 결합을 개선하는 데 도움이 됩니다.
The feedstock material is introduced into the plasma jet either by a powder feeder or by melting a wire or rod.
The material is heated and melted instantaneously by the high-temperature plasma.
용융된 액적은 플라즈마 제트에 의해 기판을 향해 가속됩니다.
As the droplets hit the substrate, they spread and flatten, forming a layer of the coating.
원하는 코팅 두께를 달성하기 위해 여러 층을 증착하면서 프로세스가 반복됩니다.
원하는 코팅 두께에 도달하면 플라즈마 토치가 꺼집니다.
코팅된 기판은 균열과 내부 응력을 방지하기 위해 천천히 냉각됩니다.
가스 유형 및 유속: 가스 유형 및 유속은 플라즈마 온도와 제트 속도에 영향을 미칩니다.
전원 공급 장치 및 아크 전류: 아크 전류는 플라즈마 온도와 재료 녹는 속도를 제어합니다.
공급원료 재료 특성: 공급원료 재료의 화학적 조성, 입자 크기 및 융점은 코팅 특성에 영향을 미칩니다.
스프레이 거리 및 노즐 디자인: 노즐과 기판 사이의 거리와 노즐 디자인은 코팅 균일성과 증착 속도에 영향을 미칩니다.
플라즈마 스프레이는 다음을 포함하여 광범위한 응용 분야에 사용됩니다.
부식 및 내마모성: 부식 및 마모로부터 표면을 보호하기 위해 세라믹 및 금속 산화물과 같은 코팅이 적용됩니다.
열 차단 코팅: 지르코니아와 같은 코팅은 항공우주 및 자동차 산업에서 단열 기능을 제공하는 데 사용됩니다.
전기 절연: 알루미나와 같은 코팅은 전기 부품에 적용되어 절연 특성을 향상시킵니다.
생체의학 코팅: 수산화인회석과 같은 코팅은 생체 적합성을 향상시키기 위해 임플란트에 사용됩니다.
플라즈마 분사고온 플라즈마를 활용하여 재료를 녹여 기판에 증착하는 다재다능하고 강력한 코팅 공정입니다. 가스 유형, 아크 전류, 공급원료 재료, 스프레이 거리 등 공정 매개변수를 신중하게 제어함으로써 다양한 특성을 지닌 광범위한 코팅을 생산할 수 있습니다. 이 기술은 부품과 제품의 성능과 내구성을 향상시키기 위해 많은 산업 분야에서 필수적입니다.
