プラズマ溶射は、プラズマ アークを熱源として利用し、さまざまな材料を溶解して基板表面に堆積させる高度な表面工学技術です。このプロセスにより、下にある材料の表面特性を強化できる強力で密着性の高いコーティングが作成されます。プラズマ溶射に使用される材料の選択は非常に重要であり、最終コーティングの望ましい特性によって決まります。プラズマ溶射で最も一般的に使用される材料のいくつかを以下に示します。
金属および合金は、その優れた機械的特性と耐食性により、プラズマ溶射で最も広く使用されている材料の 1 つです。これらの材料を溶かしてさまざまな基材にスプレーして、必要な硬度、耐摩耗性、耐食性を備えたコーティングを作成できます。
アルミニウム（Al）：アルミニウムは軽量で耐食性に優れています。プラズマ溶射アルミニウムコーティングは、軽量化が重要な航空宇宙および自動車用途でよく使用されます。
クロム (Cr): クロムは、その硬度と耐食性で知られています。プラズマ溶射クロム コーティングは、石油およびガス産業など、高い耐摩耗性と腐食保護が必要な用途に使用されます。
ニッケル基合金: ニッケル基合金は、優れた耐食性、高温安定性、優れた機械的特性を備えています。これらの合金は、タービンブレード、エンジン部品、その他の高温用途向けのコーティングを作成するためのプラズマ溶射によく使用されます。
セラミックス
セラミック材料は、プラズマ溶射材料のもう 1 つの重要なカテゴリです。これらは、高い硬度、耐摩耗性、化学的不活性性で知られています。セラミックコーティングは、高温、摩耗、化学的攻撃に対して優れた保護を提供します。
アルミナ (Al2O3): アルミナは、プラズマ溶射で最も一般的に使用されるセラミック材料の 1 つです。高い硬度、耐摩耗性、化学的安定性を備えています。アルミナコーティングは、耐摩耗性表面、断熱層、腐食防止などの用途に広く使用されています。
ジルコニア (ZrO2): ジルコニアは、高硬度と優れた熱安定性を備えたもう 1 つの重要なセラミック材料です。プラズマ溶射ジルコニア コーティングは、タービン エンジンや炉のライニングなどの高温用途に使用されます。
窒化ケイ素 (Si3N4): 窒化ケイ素は、高い硬度、優れた耐摩耗性、および低い熱伝導率を備えています。プラズマ溶射では、切削工具、エンジン部品、および高い耐熱衝撃性が必要なその他の用途のコーティングを作成するために使用されます。
プラズマ溶射では、さまざまな材料の最良の特性を組み合わせるために複合材料も使用されます。これらの複合材料は、機械的特性、耐摩耗性、および腐食保護を強化できます。
金属セラミック複合材料: 金属セラミック複合材料は、セラミックの硬度と耐摩耗性、金属の靱性と延性を兼ね備えています。これらの複合材料はプラズマ溶射に使用され、優れた機械的特性と耐食性を備えたコーティングを作成します。
カーボンファイバー複合材: カーボンファイバー複合材は軽量で、高い強度と剛性を備えています。プラズマ溶射炭素繊維コーティングは、軽量化と高性能が重要な航空宇宙および自動車用途で使用されています。
プラズマ溶射では、上記の材料に加えて、特定の用途に合わせて調整された他のさまざまな材料も利用できます。たとえば、酸化クロム (Cr2O3) や二酸化チタン (TiO2) などの酸化物セラミックは、反射防止膜や保護膜などの光学用途のコーティングを作成するためにプラズマ溶射に使用されます。
さらに、プラズマ溶射技術は継続的に進化しており、さまざまな業界の増大する需要を満たすために新しい材料が開発されています。研究者らは、プラズマ溶射コーティングの性能をさらに向上させるために、高エントロピー合金やナノ構造セラミックなど、特性が強化された新材料を探索しています。
プラズマ溶射は、さまざまな基板上にさまざまな材料を堆積する多用途かつ効果的な方法を提供します。材料の選択は、耐摩耗性、腐食保護、高温安定性、その他の機械的特性などの特定の用途要件によって異なります。適切な材料を選択することで、プラズマ溶射はさまざまな業界でコーティングされたコンポーネントの性能と耐久性を大幅に向上させることができます。
