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采用熱噴涂技術制備的涂層，其結構分為單層結構、雙層結構、多層結構和梯度結構四種。在許多實際應用中，當所選用的構件材料與能夠滿足外部惡劣環境要求的涂層材料之間存在很大的物理性能差別時，采用梯度功能復合涂層可以在兩者之間實現良好的過渡，以保護構件免受外部惡劣服役環境如高溫、腐蝕、磨損以及沖蝕等條件的作用。

      在各種熱噴涂工藝方法中，等離子噴涂工藝方法有其自身突出的特點：等離子焰流溫度高、熱量集中，能熔化所有的高熔點物質，除了在高溫下發生分解或氣化的材料之外，通過適當調節噴涂工藝，都可以對其進行噴涂。在噴涂過程中，通過采取恰當的冷卻措施，零件基本保持無變形，不改變基體材料的原有性能。適合等離子噴涂的材料非常廣泛，得到多種性能的噴涂層，如耐磨涂層、防腐涂層、隔熱涂層、高溫抗氧化涂層、導電涂層、絕緣涂層、電磁屏蔽涂層等。
      因此，在噴涂過程中通過預先控制兩種或多種材料的混合比例，就可以實現兩種或多種成分之間的連續變化，等離子噴涂法成為制備梯度功能材料（簡稱FGM）的重要方法之一。
      采用等離子噴涂法制備梯度功能復合涂層的方法分兩種，一種是單槍法，即在制備涂層過程中只使用一把等離子噴槍；另一種是雙槍法，即在制備涂層過程中要使用兩把等離子噴槍。根據不同的噴涂特征可將其分為如表所示的六種方法。

等離子噴涂制備梯度功能復合涂層方法

在采用單槍法噴涂梯度功能復合涂層時，要注意控制兩種成分的飛行軌跡盡可能保持一致，以形成相同的束斑，否則，兩種材料不會沉積在相同位置，出現富集區，甚至形成不均勻帶狀結構，這將嚴重影響梯度功能復合涂層的各項性能。當兩種材料的性質相差較大時，采用單槍法很難獲得性能優良的梯度功能復合涂層，最好采用雙槍法，每一種材料用各自的噴槍進行噴涂，并可以獨立地進行噴涂參數的優化，在實際中經常采用該方法。
      在采用熱噴涂法制備梯度功能復合涂層中，研究最多的是采用等離子噴涂制備熱障涂層，即NiCrAlY/ZrO2系梯度功能復合涂層，被研究的其它體系包括：Cu/W、Cu/B4C、Ni/Al2O3-Cr2O3、NiCrBSi/Ni包Cr3C2、Mo/TiC、Ni包Al/Al2O3、Ni/Al2O3、Co包WC/Ni-Cr、Co包WC/聚酰亞胺、梯度Hap生物涂層以及孔隙呈梯度分布的Ti涂層等。需要說明的是，上述梯度功能復合涂層均不是嚴格意義上的梯度結構，而只是多層階梯結構。