腐蚀和磨损是造成材料和零部件失效的主要原因。据有关资料报介绍,发达国家每年由腐蚀和磨损所造成的经济损失约占国民经济总产值的4%~5%,而全世界每年生产的钢材约有1/10变成铁锈。我国每年由腐蚀和磨损所造成的经济损失已达数千亿元人民币。材料是人类文明发展的物资基础,也是人类文明发展的重要标尺。现代工程对材料性能的要求往往是多重性的,有时甚至是矛盾的。许多工程结构部件,既要求很高的强韧性,同时要求具有很高的表面硬度和耐磨性(材料的强韧性和表面硬度是相矛盾的);既要求很高的高温强度,又要求具有良好的隔热性。飞机发动机燃烧室内壁要求材料具有良好的隔热性,外壁又要求良好的散热性,对工程材料的双重性要求越来越重要。这些材料的特殊性能要求往往是发生在材料工作的表面。表面工程技术领域最关键技术之一——喷涂技术就是在不改变基体材料性能的基础上,赋予材料或零部件表面特殊功能性能,达到提高综合性能的目的,是制备复合材料最有效工艺技术之一。
热喷涂技术的发展可以分为三个阶段:第一阶段是简单的热喷涂工艺;第二阶段是热喷涂技术;第三阶段是形成完整的热喷涂工业体系。
(1)第一阶段热喷涂工艺在1910年,瑞士工学博士MUSchoop发明了世界上第一个金属喷涂装置——金属溶液式喷涂。它是将低熔点金属溶液注入到经过加热的压缩空气气流中,在压缩气流动力的作用下,使金属溶液雾化并加速喷射沉积到基体表面上形成涂层。