Plasmasprutning

Plasmasprutning är en termisk sprutningsprocess där beläggningsmaterial i pulverform matas in i en högtemperaturplasmasken som smälts och accelereras mot ett underlag. När partiklarna träffar ytan övergår de till en sammanhängande beläggning efter att ha packats och stelnat, med en lamellär mikrostruktur typisk för sprutningsskikt.

Material som används omfattar keramiska och metalliska pulver, exempelvis alumina (Al2O3), zirkoniumoxidbaserade skikt (YSZ), wolframkarbid-kobalt och nickelbaserade legeringar. Beläggningarna används som termiska isolatorer, slit- och korrosionsskydd, eller biokompatibla beläggningar (t.ex. hydroxyapatit).

Vanlig utrustning inkluderar plasmatorn och gasflöden som reglerar plasmaegenskaperna samt en pulverförsörjning. Viktiga parametrar är standoff-avstånd (från munstycke till yta), plasma-ström, gasblandning, partikelstorlek och pulverflöde. Sprutning utförs oftast i atmosfär med APS, medan VPS används i vakuum för att minska oxidation.

Beläggningarna har oftast en lamellär struktur med varierande porositet, vilket påverkar adhesions- och täthetsförmåga. Porositeten påverkar även termisk ledningsförmåga; keramiska skikt används bland annat som termiska barriärer.

Användningsområden inkluderar termiska skikt i gasturbiner, slit- och korrosionsskydd för verktyg och maskindelar, samt biokompatibla ytor för medicinska implantat.

Fördelar: bred materialkompatibilitet och förmåga att belägga komplexa geometrier och tjocka skikt. Begränsningar: relativt hög porositet jämfört med andra metoder, risk för oxidering och residuala spänningar samt behov av efterbehandling.