Kylmäsuihku, joka tunnetaan myös nimellä kylmäkaasun dynaaminen suihke (CGDS), on edistyksellinen pintapinnoitustekniikka, joka perustuu aerodynamiikkaan. Siinä käytetään korkeapaineista kaasua kiinteiden hiukkasten työntämiseksi erittäin suurille nopeuksille, mikä aiheuttaa niiden 撞击-substraatin iskujen ja kerrostumien muodostamiseksi pinnoitteen muodostamiseksi. Tämä tekniikka ei ole vain tehokas, vaan myös ympäristöystävällinen, joten se sopii moniin sovelluksiin. Tässä on yksityiskohtainen katsaus siihen, kuinka kylmä suihke toimii.
SekylmäsuihkuProsessiin sisältyy puristetun kaasun käyttö kiihtyvänä väliaineena jauhehiukkasten ajamiseksi, joiden koko on välillä 5 - 45 mikrometriä. Nämä hiukkaset kiihdytetään supersonic -nopeuksiin (lämpötilassa huoneenlämpötilasta 600 ° C: seen) täysin kiinteässä tilassa ennen substraatin vaikuttamista. Impact -iskujen jälkeen hiukkasten kineettinen energia muuttuu muoviseksi muodonmuutokseksi, venymäksi ja lopulta lämmöksi. Tämä johtaa substraattiin tarttuviin hiukkasiin ja tiheän pinnoitteen muodostamiseen.
Kylmäsuihkutekniikka voidaan luokitella laajasti kahteen luokkaan, jotka perustuvat työntökaasun paineeseen: korkeapaine (yli 1 MPa) ja matalapaine (alle 1 MPa) kylmäsuihku.
Tässä prosessissa pakattu kaasu on jaettu kahteen virtaan. Yksi virta kulkee lämmittimen läpi, kun taas toinen kulkee jauhesyöttökanavan läpi.
Kaksi kaasuvirtaa sekoittuvat ja laajenevat lepusuuttimen läpi yliäänen kaasuvirtavirran muodostamiseksi.
Jauhehiukkaset vaikuttavat sitten suurella nopeudella substraattiin, kerrostuen paksun pinnoitteen muodostamiseksi.
Tämä prosessi on yksinkertaisempi ja vaatii kannettavia laitteita.
Lämmitetty paine kaasu tulee suoraan suuttimeen, missä se lähentyy tulevien jauhehiukkasten kanssa ja suihkuttaa ne substraattiin.
Pienemmän suihkepaineen, kantokaasun ja esilämmityslämpötilojen vuoksi matalapaineisen kylmän suihkutuksen tuottamat pinnoitteet ovat yleensä heikko tiheys ja heikompi rajapinnan sitoutuminen. Siten sen käyttö on rajoitettu materiaaleihin, kuten Cu, Al, ja niiden seokset pinnan parantamiseksi ja korjaamiseksi.
KylmäsuihkuVoidaan käyttää erilaisten materiaalien, mukaan lukien metallien, muovien ja keramiikan, tallettamiseen, mikä tekee siitä erittäin monipuolisen.
Muodostuneet pinnoitteet ovat tyypillisesti erittäin korroosiokestävää ja kulutuskestävää, suojaamalla substraattia ja pidentävät sen käyttöikää.
Kylmä suihke on suhteellisen ympäristöystävällinen, koska ruiskutettu jauhe voidaan kierrättää ja käyttää uudelleen.
Pinnoitteissa on alhainen jäännösjännitys, joka on puristus, mikä mahdollistaa paksumpien pinnoitteiden valmistuksen.
Pinnoitteen kemiallinen koostumus ja mikrorakenne voivat pysyä yhdenmukaisina raaka -aineen kanssa, välttäen hapettumista, seoksen palamista ja viljan kasvua. Tämä tekee kylmästä suihkeesta, joka sopii lämpöherkkiin materiaaleihin ja aktiivisiin metalleihin.
Kylmäsuihkupinnoitteiden suorituskykyä vaikuttavat useita tekijöitä:
Näitä ovat kaasuolosuhteet, suuttimen suunnittelu ja ruiskutusdynamiikka.
Jauhehiukkaskokojakauma vaikuttaa hiukkasten nopeuteen ja kriittiseen nopeuteen.
Jauhemateriaalin tyyppi ja ominaisuudet vaikuttavat merkittävästi pinnoitteen laatuun.
Kriittistä nopeutta käytetään perinteisesti sumutuksen suorituskyvyn mittaamiseen, mutta hiukkasten iskunopeus on myös ratkaiseva rooli.
Tekijät, kuten suuttimen materiaali ja jäähdytysmenetelmät, voivat vaikuttaa ruiskutustehokkuuteen estämällä suuttimen tukkeutumisen.
Kylmäsuihkutekniikka on löytänyt laajalle levinnyt sovelluksensa eri toimialoilla sen etujen vuoksi:
Pinnoitteet parantamaan kulutuskestävyyttä, korroosionkestävyyttä ja lämpöeristystä.
Komponenttien pinnan parantaminen ja korjaus.
Pinnoitteet korroosiosuojausta varten ankarissa ympäristöissä.
Implanttien pinnoitteet ja kirurgiset työkalut, jotka vaativat korkeaa biologista yhteensopivuutta.
