等離子噴涂法中，如何降低金屬和碳化粉末的氧化程度？

近十年來研究職員利用 PVD（包括磁控濺射、離子束濺射、射頻放電離子鍍、等離子鍍、EB-PVD 等）在制備納米單層膜及納米多層膜方面獲致良多成果，如納米 Ti（N、C、CN）、（V、Al、Ti、Nb、Cr）N、SiC、
TiN／CrN、TiN／A1N、WC-Co 鍍膜可用于飛機軸類零件耐磨防蝕；等離子噴涂納米鍍膜已用于航空引擎氣路密封；納米鍍膜已用于渦輪葉片隔熱防護；添加石墨烯、碳納米管復合鍍膜具有雷達隱身功能。

當我們使用大氣等離子噴涂的技術來制備硅化硅涂層于純鈦基板時，相較于傳統制程，大氣等離子噴涂法具有省時以及大面積制造的上風。 然而，碳化硅易在高溫下自行分解，以至于涂層厚度以及涂層強度均不高。 因此，有人提出了三種方法來解決本題目。 第一種是「溶膠凝膠法，sol-gel method」，利用「四乙氧基硅烷，tetraethoxysilane，TEOS」作為先驅物，在碳化硅粉末外層先長上二氧化硅保護層，再進行熱噴涂；第二種也是利用溶膠凝膠法，但另添加「 十二烷基硫酸鈉，sodium dodecyl sulfate，SD」做界面活性劑，使得二氧化硅層長得更致密；第三種是添加氧化鋁，并調控碳化硅對氧化鋁的比例。

然而，熱噴涂有兩種工藝制程，分別為「等離子噴涂」與「電弧噴涂」，其應用也不太相同，以等離子噴涂而言，所噴涂的材料為氧化鋁和氧化釔涂層，主要用來抵擋等離子的轟擊造成腔體的損壞。 另外一種電弧式噴涂的工藝則是噴涂純鋁線，使腔體內部表面具有高粗拙度，經由尖端放電的效果來捕獲腔體內部的帶電粒子，防止這些粒子影響良率。在航天工業中常見的涂層有抗高溫的熱障涂層、可磨耗涂層、耐高溫金屬涂層（T400、T800）、耐磨耗涂層等。其中，熱障涂層主要由兩個涂層組合而成，分別為「鍵結層，bond coating」和「頂層，top coating」，而這兩種涂層所使用的熱噴涂工藝也不相同。 以鍵結層而言，目前常見的工藝有「低壓等離子噴涂，low pressure plasma spraying, LPPS」、「高壓高速火焰，high velocity oxygen fuel, HVOF、HVAF」。 在鍵結層中所使用的材料為 MCrAlY（M= Ni、Co、NiCo、CoNi），與頂層材料有良好的親和性。 在頂層的工藝中目前主流為使用「大氣等離子噴涂，atmosphere plasma spraying, APS」，近幾年有相稱多的海內外科研單位與制造商，使用大氣等離子漿料等離子漿噴涂來進行頂層的制作。 頂層所使用的材料為氧化釔安定氧化鋯（8YSZ），該材料的特色為低熱傳導系數且相較于其他的絕熱材料價格相對便宜，這些涂層應用在各級的動葉、靜葉、動葉環、燃燒桶、密封環、飛機起落架等各式應用。

所以，我們比較建議以 PEO 法取代等離子噴涂法，由于 PEO 膜層是借由對象本身的原子鍵結所形成的，所以附著力特別強，比一般外部涂裝方法（如：等離子噴涂）強太多了。 另外，PEO 處理后的鋁件比一般硬化、熱處理、鍍鉻、陽極、陶瓷噴著或氮化處理更經久耐用，更少有侵蝕現象發生。

等離子電解氧化，plasma electrolytic oxidation，PEO」是被應用到任何的鋁、鎂或鈦的合金，以及其他金屬的電化學表面轉化處理。金屬部件置于液體電解質中，以強盛的電壓使其表面產生高壓電弧火花改變表層結構形成氧化物系陶瓷，進而晉升產品各項特性。類似此技術包括「陽極火花沈積化，anodic spark deposition, ASD」和「微弧氧化，micro-arc oxidation, MAO」，可追溯到 1950 年，最聞名的應用是蘇聯使用此技術于潛艇上，目前，PEO 技術已成功地導入出產，而 PEO 是將處理件的材質轉化成氧化層，主要是在零組件的主體內部成長而成的，PEO 一般包括有：外表層、基礎層及轉化層。

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