प्लाज्मा छिड़कावएक परिष्कृत कोटिंग प्रक्रिया है जो सब्सट्रेट पर सामग्रियों को पिघलाने और जमा करने के लिए गर्मी स्रोत के रूप में आर्क प्लाज्मा का उपयोग करती है। इस पद्धति को विभिन्न उद्योगों में सामग्रियों की सतह के गुणों को बढ़ाने के लिए व्यापक रूप से लागू किया जाता है, जैसे कि संक्षारण प्रतिरोध, गर्मी प्रतिरोध, पहनने के प्रतिरोध और विद्युत इन्सुलेशन में सुधार। यहां इस बात की विस्तृत जानकारी दी गई है कि प्लाज्मा छिड़काव कैसे किया जाता है।
प्लाज्मा छिड़काव आर्क प्लाज्मा उत्पादन के सिद्धांत पर काम करता है। दो इलेक्ट्रोडों के बीच एक चाप बनाया जाता है, जो आमतौर पर गैर-उपभोज्य सामग्रियों से बना होता है, जो गर्मी स्रोत के रूप में कार्य करता है। गैस का प्रवाह, जैसे आर्गन, नाइट्रोजन, या हाइड्रोजन, चाप के माध्यम से पारित किया जाता है। इस गैस को आयनित किया जाता है और 10,000 से 20,000 डिग्री सेल्सियस तक के अत्यधिक उच्च तापमान तक गर्म किया जाता है, जिससे प्लाज्मा जेट बनता है। प्लाज्मा जेट एक नोजल के माध्यम से बाहर निकलता है और उस सब्सट्रेट पर निर्देशित होता है जहां कोटिंग लागू की जानी है।
इलेक्ट्रोड के बीच एक चाप बनाने के लिए एक उच्च-वोल्टेज बिजली आपूर्ति का उपयोग किया जाता है।
चाप को स्थिर धारा प्रवाह द्वारा बनाए रखा जाता है, आमतौर पर दसियों से सैकड़ों एम्पीयर की सीमा में।
एक अक्रिय या प्रतिक्रियाशील गैस को प्लाज्मा टॉर्च में डाला जाता है।
गैस को चाप द्वारा गर्म और आयनित किया जाता है, जिससे एक उच्च तापमान वाला प्लाज्मा जेट बनता है।
प्लाज्मा टॉर्च प्लाज्मा छिड़काव प्रणाली का केंद्रीय घटक है।
इसमें इलेक्ट्रोड और नोजल होते हैं जिसके माध्यम से प्लाज्मा जेट बाहर निकलता है।
फीडस्टॉक सामग्री, जो पाउडर, तार या रॉड के रूप में हो सकती है, को प्लाज्मा जेट में पेश किया जाता है।
सामग्री को प्लाज्मा द्वारा गर्म और पिघलाया जाता है, और पिघली हुई बूंदें सब्सट्रेट की ओर त्वरित होती हैं।
कोटिंग के अच्छे आसंजन को सुनिश्चित करने के लिए सब्सट्रेट को साफ किया जाता है और तैयार किया जाता है।
कोटिंग प्रक्रिया के दौरान थर्मल शॉक को कम करने के लिए इसे पहले से गरम किया जा सकता है।
प्लाज्मा छिड़काव प्रक्रिया के चरण
सब्सट्रेट को फीडस्टॉक सामग्री के पिघलने बिंदु के करीब के तापमान पर पहले से गरम किया जाता है।
This helps in reducing thermal stress and improving the bond between the coating and the substrate.
फीडस्टॉक सामग्री को पाउडर फीडर द्वारा या तार या रॉड को पिघलाकर प्लाज्मा जेट में डाला जाता है।
उच्च तापमान वाले प्लाज्मा द्वारा सामग्री को तुरंत गर्म और पिघलाया जाता है।
The molten droplets are accelerated towards the substrate by the plasma jet.
As the droplets hit the substrate, they spread and flatten, forming a layer of the coating.
प्रक्रिया को दोहराया जाता है, जिसमें वांछित कोटिंग मोटाई प्राप्त करने के लिए कई परतें जमा की जाती हैं।
एक बार वांछित कोटिंग की मोटाई प्राप्त हो जाने पर, प्लाज्मा टॉर्च को बंद कर दिया जाता है।
दरारों और आंतरिक तनाव से बचने के लिए लेपित सब्सट्रेट को धीरे-धीरे ठंडा होने दिया जाता है।
गैस का प्रकार और प्रवाह दर: गैस का प्रकार और प्रवाह दर प्लाज्मा तापमान और जेट वेग को प्रभावित करते हैं।
विद्युत आपूर्ति और आर्क करंट: आर्क करंट प्लाज्मा तापमान और सामग्री के पिघलने की दर को नियंत्रित करता है।
फीडस्टॉक सामग्री गुण: फीडस्टॉक सामग्री की रासायनिक संरचना, कण आकार और पिघलने बिंदु कोटिंग गुणों को प्रभावित करते हैं।
स्प्रे दूरी और नोजल डिज़ाइन: नोजल और सब्सट्रेट के बीच की दूरी और नोजल का डिज़ाइन कोटिंग की एकरूपता और जमाव दर को प्रभावित करता है।
प्लाज्मा छिड़काव का उपयोग कई प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है, जिनमें शामिल हैं:
संक्षारण और घिसाव प्रतिरोध: सतहों को संक्षारण और घिसाव से बचाने के लिए सिरेमिक और धातु ऑक्साइड जैसे कोटिंग्स लगाए जाते हैं।
थर्मल बैरियर कोटिंग्स: ज़िरकोनिया जैसी कोटिंग्स का उपयोग एयरोस्पेस और ऑटोमोटिव उद्योगों में थर्मल इन्सुलेशन प्रदान करने के लिए किया जाता है।
विद्युत इन्सुलेशन: एल्यूमिना जैसे कोटिंग्स को विद्युत घटकों पर उनके इन्सुलेशन गुणों को बढ़ाने के लिए लगाया जाता है।
बायोमेडिकल कोटिंग्स: हाइड्रॉक्सीपैटाइट जैसी कोटिंग्स का उपयोग प्रत्यारोपण में उनकी जैव अनुकूलता में सुधार के लिए किया जाता है।
प्लाज्मा छिड़कावएक बहुमुखी और शक्तिशाली कोटिंग प्रक्रिया है जो सब्सट्रेट पर सामग्री को पिघलाने और जमा करने के लिए उच्च तापमान वाले प्लाज्मा का उपयोग करती है। गैस के प्रकार, आर्क करंट, फीडस्टॉक सामग्री और स्प्रे दूरी जैसे प्रक्रिया मापदंडों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके, विभिन्न गुणों के साथ कोटिंग्स की एक विस्तृत श्रृंखला का उत्पादन किया जा सकता है। घटकों और उत्पादों के प्रदर्शन और स्थायित्व को बढ़ाने के लिए यह तकनीक कई उद्योगों में आवश्यक है।
