การพ่นพลาสม่าเป็นเทคนิควิศวกรรมพื้นผิวขั้นสูงที่ใช้พลาสมาอาร์กเป็นแหล่งความร้อนในการหลอมและสะสมวัสดุต่างๆ ลงบนพื้นผิวของวัสดุพิมพ์ กระบวนการนี้จะสร้างสารเคลือบที่แข็งแกร่งและยึดเกาะได้ ซึ่งสามารถเพิ่มคุณสมบัติพื้นผิวของวัสดุที่อยู่ด้านล่างได้ การเลือกใช้วัสดุที่ใช้ในการพ่นพลาสมามีความสำคัญและขึ้นอยู่กับคุณสมบัติที่ต้องการของการเคลือบขั้นสุดท้าย ต่อไปนี้คือวัสดุบางส่วนที่ใช้บ่อยที่สุดในการพ่นพลาสมา:
โลหะและโลหะผสมเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในการพ่นพลาสมา เนื่องจากมีสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยมและทนทานต่อการกัดกร่อน วัสดุเหล่านี้สามารถหลอมและพ่นลงบนพื้นผิวต่างๆ เพื่อสร้างการเคลือบที่มีความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ และความต้านทานการกัดกร่อนตามที่ต้องการ
อลูมิเนียม (Al): อลูมิเนียมมีน้ำหนักเบาและทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดี การเคลือบอลูมิเนียมที่พ่นด้วยพลาสมามักใช้ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศและยานยนต์ ซึ่งการลดน้ำหนักเป็นสิ่งสำคัญ
โครเมียม (Cr): โครเมียมเป็นที่รู้จักในด้านความแข็งและความต้านทานการกัดกร่อน การเคลือบโครเมียมแบบพ่นด้วยพลาสม่าใช้ในงานที่ต้องการความต้านทานการสึกหรอและการป้องกันการกัดกร่อนสูง เช่น ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ
โลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก: โลหะผสมที่มีสารนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลักให้ความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม มีความเสถียรที่อุณหภูมิสูง และมีคุณสมบัติทางกลที่ดี โลหะผสมเหล่านี้มักใช้ในการพ่นพลาสมาเพื่อสร้างสารเคลือบสำหรับใบพัดกังหัน ส่วนประกอบเครื่องยนต์ และการใช้งานที่อุณหภูมิสูงอื่นๆ
เซรามิกส์
วัสดุเซรามิกถือเป็นวัสดุพ่นพลาสม่าที่สำคัญอีกประเภทหนึ่ง ขึ้นชื่อในเรื่องความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอ และความเฉื่อยทางเคมี การเคลือบเซรามิกสามารถให้การป้องกันที่ดีเยี่ยมต่ออุณหภูมิสูง การสึกหรอจากการเสียดสี และสารเคมี
อลูมินา (Al2O3): อลูมินาเป็นหนึ่งในวัสดุเซรามิกที่ใช้กันมากที่สุดในการพ่นพลาสมา มีความแข็งสูง ทนทานต่อการสึกหรอ และมีเสถียรภาพทางเคมี การเคลือบอลูมินาถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานต่างๆ เช่น พื้นผิวที่ทนทานต่อการสึกหรอ แผงกั้นความร้อน และการป้องกันการกัดกร่อน
เซอร์โคเนีย (ZrO2): เซอร์โคเนียเป็นวัสดุเซรามิกที่สำคัญอีกชนิดหนึ่งที่มีความแข็งสูงและมีเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีเยี่ยม การเคลือบเซอร์โคเนียที่พ่นด้วยพลาสมาถูกนำมาใช้ในการใช้งานที่อุณหภูมิสูง เช่น ในเครื่องยนต์กังหันและวัสดุบุผิวเตาหลอม
ซิลิคอนไนไตรด์ (Si3N4): ซิลิคอนไนไตรด์มีความแข็งสูง ทนต่อการสึกหรอได้ดี และมีค่าการนำความร้อนต่ำ ใช้ในการพ่นพลาสมาเพื่อสร้างการเคลือบสำหรับเครื่องมือตัด ส่วนประกอบเครื่องยนต์ และการใช้งานอื่นๆ ที่ต้องการความต้านทานการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างฉับพลัน
วัสดุคอมโพสิตยังใช้ในการพ่นพลาสมาเพื่อรวมคุณสมบัติที่ดีที่สุดของวัสดุต่างๆ คอมโพสิตเหล่านี้สามารถนำเสนอคุณสมบัติทางกลที่เพิ่มขึ้น ความต้านทานการสึกหรอ และการป้องกันการกัดกร่อน
คอมโพสิตโลหะ-เซรามิก: คอมโพสิตโลหะ-เซรามิกผสมผสานความแข็งและความต้านทานการสึกหรอของเซรามิกเข้ากับความเหนียวและความเหนียวของโลหะ คอมโพสิตเหล่านี้ใช้ในการพ่นพลาสมาเพื่อสร้างสารเคลือบที่มีคุณสมบัติเชิงกลที่ดีเยี่ยมและทนต่อการกัดกร่อน
คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์: คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีน้ำหนักเบาและมีความแข็งแรงและความแข็งสูง การเคลือบคาร์บอนไฟเบอร์แบบพ่นด้วยพลาสม่าถูกนำมาใช้ในการใช้งานด้านการบินและอวกาศและยานยนต์ ซึ่งการลดน้ำหนักและประสิทธิภาพสูงเป็นสิ่งสำคัญ
นอกเหนือจากวัสดุที่กล่าวมาข้างต้นแล้ว การพ่นด้วยพลาสมายังสามารถใช้วัสดุอื่นๆ มากมายที่ปรับให้เหมาะกับการใช้งานเฉพาะอีกด้วย ตัวอย่างเช่น เซรามิกออกไซด์ เช่น โครเมียมออกไซด์ (Cr2O3) และไทเทเนียมไดออกไซด์ (TiO2) ถูกนำมาใช้ในการพ่นพลาสมาเพื่อสร้างการเคลือบสำหรับการใช้งานด้านการมองเห็น เช่น การเคลือบป้องกันแสงสะท้อนและฟิล์มป้องกัน
นอกจากนี้เทคโนโลยีการพ่นพลาสมายังมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องและมีการพัฒนาวัสดุใหม่ๆ เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของอุตสาหกรรมต่างๆ นักวิจัยกำลังสำรวจวัสดุใหม่ที่มีคุณสมบัติเพิ่มขึ้น เช่น โลหะผสมเอนโทรปีสูงและเซรามิกที่มีโครงสร้างนาโน เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพของการเคลือบด้วยพลาสมาพ่นให้ดียิ่งขึ้น
การพ่นพลาสม่านำเสนอวิธีการที่หลากหลายและมีประสิทธิภาพในการฝากวัสดุหลากหลายประเภทลงบนพื้นผิวต่างๆ การเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับข้อกำหนดการใช้งานเฉพาะ เช่น ความต้านทานการสึกหรอ การป้องกันการกัดกร่อน ความคงตัวที่อุณหภูมิสูง และคุณสมบัติทางกลอื่นๆ ด้วยการเลือกวัสดุที่เหมาะสม การพ่นพลาสมาสามารถเพิ่มประสิทธิภาพและความทนทานของส่วนประกอบที่เคลือบในอุตสาหกรรมต่างๆ ได้อย่างมาก
