CN102527544B - 一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及表面涂层的制备领域，具体为一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置及方法。该装置的准晶粉末送粉器和金属或合金粉末送粉器分别通过管路连至气固混合室，形成双通道送粉结构，在所述管路上分别设有准晶粉末加热器和金属或合金粉末加热器，气体加热器通过管路连接气固混合室，在气固混合室的出口处设置超音速喷嘴。气源压缩气体的一分路进入准晶粉末送粉器，一分路进入金属粉末送粉器，一分路进入加热器，气体和粉末通过气固混合室进入超音速喷嘴形成气-固双相流，气-固双相流中的固体颗粒喷射到工件表面，发生严重的塑性变形沉积于工件表面。本发明可以解决涂层脆性和相变等问题，可以制备多种系列的二元或多元合金准晶梯度涂层。

Description

一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置及方法

技术领域

本发明涉及表面涂层的制备领域，具体地说就是一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置及方法。

背景技术

Shechtman等首次发现准晶以来，人们对其进行了广泛深入的研究。准晶材料是介于周期结构与无序结构之间的一类金属间化合物，特殊的结构使得准晶材料具有高硬度、高弹性模量、低膨胀系数、低摩擦系数、良好的耐磨性、低电导率、低导热率、良好的隔热性、不粘性、优异的抗氧化性等良好的综合性能。但由于准晶材料本身的脆性，又大大限制了其应用。如何把金属与准晶材料的优异性能结合起来，近年来一直是材料科学与工程研究的方向。目前，准晶材料的应用主要作为表面改性材料或者作为增强相弥散分布于结构材料中。另外，作为热障涂层在汽车和航空发动机等部件中也得到应用。制备准晶涂层常用的方法包括等离子喷涂、爆炸喷涂、激光熔覆、超音速火焰喷涂和物理气相沉积(PVD)等，但是采用冷喷涂法制备准晶涂层还未见报道。

准晶涂层在实际应用时需制成一定厚度的涂层，因此在制备准晶涂层时，既要保持粉末状态组成和晶体结构，又要使涂层有一定的韧性和基体良好的结合强度。为此，功能梯度涂层(FGM，functionally graded materials)可以有效的解决这一问题。在梯度功能材料(FGM)涂层中，沿涂层厚度方向，随涂层厚度增加，准晶相成分含量逐渐增加，金属相成分含量则相应减小，即金属相与准晶相涂层间无明显界面，能很好地解决二者性能不相匹配的问题，最大程度地削弱或消除涂层中的层间应力，提高涂层与基体间的结合强度。

制备准晶涂层的方法主要有激光熔覆和热喷涂两类，不过这两种方法都存在涂层脆性和相变等问题。其中：

激光熔覆法，是利用扫描激光束垂直照射到基体上，将粉末混合物和基体层一起熔化而形成涂层。这不但需要快速凝固，而且涂层是基于基体材料上形成的。激光处理后快速凝固时，组织转变的特点是在形成准晶相的同时产生大量的晶体相，会降低准晶材料的性能。

热喷涂技术作为一种快速凝固技术被认为是一种特别适合于制备准晶涂层的表面工程技术，准晶具有高温塑性，而热喷涂过程正是利用粉末高温下处于熔融或半熔化状态的粉末液滴与基体碰撞变形而相互堆积形成涂层的，因此许多准晶研究者利用等离子喷涂技术制备准晶涂层。以等离子喷涂Al-Cu-Fe准晶涂层为例：因等离子体温度很高，易氧化的Al被烧损和伴随Ⅰ相产生了亚稳相β-AlCu(Fe)及θ相(Al₂Cu)，降低了准晶的特性。另外，还存在微裂纹和气孔。故等离子喷涂准晶涂层的耐磨、耐蚀和力学性能及作为功能涂层时的电学和磁学性能受到影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置及方法，解决现有技术中存在的涂层脆性和相变等问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，该装置包括：准晶粉末送粉器、金属或合金粉末送粉器、气体加热器、准晶粉末加热器、金属或合金粉末加热器、气固混合室、超音速喷嘴，具体结构如下：

准晶粉末送粉器和金属或合金粉末送粉器分别通过管路连至气固混合室，形成双通道送粉结构，在所述管路上分别设有准晶粉末加热器和金属或合金粉末加热器，气体加热器通过管路连接气固混合室，在气固混合室的出口处设置超音速喷嘴。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，超音速喷嘴的出口对应设置工件，自超音速喷嘴喷出的准晶粉末和金属或合金粉末，在工件的表面形成金属复合梯度准晶涂层。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，准晶粉末送粉器的一侧设有准晶粉末送粉器进气口，准晶粉末送粉器的另一侧通过管路连接准晶粉末加热器；金属或合金粉末送粉器的一侧设有金属或合金粉末送粉器进气口，金属或合金粉末送粉器的另一侧通过管路连接金属或合金粉末加热器；气体加热器的一侧设有气体加热器进气口，准晶粉末送粉器、金属或合金粉末送粉器和气体加热器的另一侧通过管路与气固混合室相通。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，在准晶粉末加热器中设置温度传感器Ⅰ，在金属或合金粉末加热器中设置温度传感器Ⅱ，在气体加热器中设置温度传感器Ⅲ。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，准晶粉末送粉器进气口、金属或合金粉末送粉器进气口、气体加热器进气口分别与高压气源相连，分别为准晶粉末送粉器和金属或合金粉末送粉器和气体加热器提供压缩气体。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，准晶粉末加热器、金属或合金粉末加热器和气体加热器采用螺旋型加热管结构。

一种利用所述装置制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，采用气体动力喷涂方法，将气源压缩气体分三路，第一路进入准晶粉末送粉器，第二路进入金属或合金粉末送粉器，作为载气将粉末引入喷嘴；第三路连接气体加热器，气体经过预热后进入气固混合室，三路气体在气固混合室混合进入超音速喷嘴形成气-固双相流；气-固双相流在超音速喷嘴的收缩段压缩通过喉部进入超音速喷嘴的扩张段膨胀加速达到超音速；气-固双相流喷射到工件的表面，其中的金属或合金和准晶颗粒与工件表面碰撞发生严重的塑性变形粘接于工件表面，后继的高动能颗粒重复这一过程，而形成金属复合梯度准晶涂层。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，气体动力喷涂制备复合梯度准晶涂层的工艺参数范围如下：

气-固双相流的喷射距离为5～50mm，气体压强为0.5～5.0MPa，气体温度为室温至700℃，气流流量为10～30g/s，粉末粒度为1～100μm，两路送粉器分别有独立的调节阀门，按任意比例调节金属和准晶粉末的比例，粉末加热器对粉末加热，加热温度为室温至600℃；在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，以300～1200m/s飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成涂层，涂层厚度为50～6000微米。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，优选的工艺参数范围如下：

喷射距离为10～30mm，气体压强为2.0～4.0MPa，气体温度为300～700℃，气流流量为15～25g/s，粉末粒度为10～50μm，粉末加热温度为室温～600℃，涂层厚度为500～5000微米。

所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，气源使用的压缩气体为空气、氮气、氦气等之一种或一种以上的混合气体，金属粉末为塑性比较好的Al、Cu、Ti、Sn、Zn或Pb，合金粉末为塑性比较好的铝合金、铜合金或铅锡合金，准晶粉末为Al-Cu-Fe、Al-Cu-Cr、Al-Cu-Fe-Cr、Al-Mn、Al-Mn-Si、Al-Mn-Fe、Al-Mn-Sn-Fe、Al-Fe、Al-Cr、Al-Co、Al-V、Al-W或Al-Mo合金粉末，工件基体材料为各种金属材料。

本发明的原理是：

本发明采用带有粉末加热器和双通道送粉的冷喷涂装置，并采用冷气动力喷涂的方法制备金属复合梯度准晶涂层，其特点是喷涂颗粒速度高和喷涂温度较低，粉末温度可以控制，可以采用双通道送粉，送粉比例可以任意调节。在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，高速(300～1200m/s)飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成涂层，制备的涂层可以是两种材料任意比例调节。由于粉末温度可以控制在相变温度之下，因此很难发生相变和氧化等现象，是梯度准晶涂层制备的新技术。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点是：

1、本发明在冷喷涂装置的基础上，采用双通道送粉，粉末温度可控的方法，用金属Al、Cu或其合金等和准晶粉末复合制备梯度准晶涂层，能够实现金属或合金粉末与准晶粉末以任意比例混合制备复合准晶梯度涂层。

2、本发明能够在多种基体材料表面直接制备金属复合准晶梯度涂层。

3、本发明所述方法制备的复合准晶梯度涂层具有涂层梯度分布均匀，并能以任意比例调节的优点。

4、在常温下，准晶材料为脆性；在常压下，准晶相在高温转变为晶体相。冷喷涂准晶涂层，可以控制在相变温度之下。因此，在提高冷喷涂工作气体温度的同时，直接对准晶粉末加热，以提高沉积效率和涂层与基体的结合力。

附图说明

图1为本发明改进的气体动力喷涂装置示意图。

图中，1准晶粉末送粉器；2金属或合金粉末送粉器；3气体加热器；4准晶粉末加热器；5金属或合金粉末加热器；6气固混合室；7超音速喷嘴；71收缩段；72喉部；73扩张段；8工件；9涂层；10准晶粉末送粉器进气口；11金属或合金粉末送粉器进气口；12气体加热器进气口；13温度传感器Ⅰ；14温度传感器Ⅱ；15温度传感器Ⅲ。

具体实施方式

如图1所示，本发明制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂装置，是将冷喷涂装置(中国发明专利，专利号ZL01128130.8和专利号ZL200410034941.3)进行改进，增加粉末加热器和双通道送粉结构。该装置包括：准晶粉末送粉器1、金属或合金粉末送粉器2、气体加热器3、准晶粉末加热器4、金属或合金粉末加热器5、气固混合室6、超音速喷嘴7、工件8、涂层9、准晶粉末送粉器进气口10、金属或合金粉末送粉器进气口11、气体加热器进气口12、温度传感器Ⅰ13、温度传感器Ⅱ14、温度传感器Ⅲ15等，具体结构如下：

准晶粉末送粉器1和金属或合金粉末送粉器2分别通过管路连至气固混合室6，形成双通道送粉结构，在所述管路上分别设有准晶粉末加热器4和金属或合金粉末加热器5。准晶粉末送粉器1的一侧设有准晶粉末送粉器进气口10，准晶粉末送粉器1的另一侧通过管路连接准晶粉末加热器4；金属或合金粉末送粉器2的一侧设有金属或合金粉末送粉器进气口11，金属或合金粉末送粉器2的另一侧通过管路连接金属或合金粉末加热器5；气体加热器3的一侧设有气体加热器进气口12，准晶粉末送粉器1、金属或合金粉末送粉器2和气体加热器3的另一侧通过管路与气固混合室6相通。在气固混合室6的出口处设置超音速喷嘴7，超音速喷嘴7的出口对应设置工件8，准晶粉末和金属或合金粉末自超音速喷嘴7喷出后，在工件8的表面形成涂层9。

本发明中，在准晶粉末加热器4中设置温度传感器Ⅰ13，在金属或合金粉末加热器5中设置温度传感器Ⅱ14，在气体加热器3中设置温度传感器Ⅲ15。

本发明中，准晶粉末送粉器进气口10、金属或合金粉末送粉器进气口11、气体加热器进气口12分别与高压气源(如空压机)相连，分别为准晶粉末送粉器1和金属或合金粉末送粉器2和气体加热器3提供压缩气体。

本发明中，准晶粉末加热器4、金属或合金粉末加热器5和气体加热器3采用螺旋型加热管结构。

本发明中，超音速喷嘴7(参见中国发明专利，专利号ZL01128130.8)内腔为收缩段71、喉部72、扩张段73三部分形成，收缩段71为亚音速段，为维托辛基曲线形光滑连续收缩结构，与喉部72过渡连接，扩散段73为超音速段轴对称位流式结构，与喉部72过渡连接，它包括初始膨胀段和消波段，初始膨胀段为光滑连续过渡结构，其间为泉流区，消波段为平行于轴线的轴对称结构，其间为均匀区，所述收缩段71与气固混合室6相连通。超音速喷嘴7进气口的截面积与喉部和出气口的截面积符合要求的比例，以保证气流在出口处获得超音速。

本发明采用气体动力喷涂技术，冷喷涂装置是利用压缩气体送粉并对粉末加速，驱动气体和载气由压力0.5～5.0MPa的空压机提供，两路送粉分别采用独立控制，任意调节送粉比例，可以实现涂层的梯度调节。

冷喷涂过程中，可以控制载气温度在准晶材料相变温度之下进行喷涂，增加了粉末加热器后，可以在喷涂过程中将从送粉器喷出的粉末加热到设定的温度，一般不超过载气加热的温度。另外，冷喷涂装置上的温度传感器可以将载气加热和送粉加热温度分别反馈到控制器上，以便实时监控和调控。

本发明的工作过程是：

气源压缩气体分三路，第一路进入准晶粉末送粉器1，第二路进入金属或合金粉末送粉器2，作为载气将粉末引入喷嘴；第三路连接气体加热器3，气体经过预热后进入气固混合室6，三路气体在气固混合室6混合进入超音速喷嘴7形成气-固双相流。气-固双相流在超音速喷嘴7的收缩段加速到音速，通过喉部进入超音速喷嘴的扩张段，而后在超音速喷嘴7的扩张段继续膨胀加速达到超音速。气-固双相流喷射到工件的表面，其中的金属或合金和准晶颗粒与工件表面碰撞发生严重的塑性变形粘接于工件表面，后继的高动能颗粒重复这一过程，而形成金属复合梯度准晶涂层。

上述气体动力喷涂制备金属复合梯度准晶涂层的工艺参数范围如下：

喷射距离为5～50mm，气体压强为0.5～5.0MPa，气体温度为室温至700℃，气流流量为10～30g/s，粉末粒度为1～100μm，两路送粉器分别有独立的调节阀门，可以任意比例调节金属和准晶粉末的比例，粉末加热器可以对粉末加热，加热温度为室温至600℃。在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，以300～1200m/s飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成涂层，涂层厚度为50～6000微米，涂层与基体的抗拉强度30～80MPa，剪切强度20～50MPa。

优选的工艺参数范围如下：

喷射距离为10～30mm，气体压强为2.0～4.0MPa，气体温度为300～700℃，气流流量为15～25g/s，粉末粒度为10～50μm，粉末加热温度为室温～600℃，涂层厚度为500～5000微米。其中，准晶粉末高温塑性加热温度高(500～600℃)，金属或合金粉末加热温度低(室温～100℃)。

本发明中，高压气源使用的压缩气体可以为空气、氮气、氦气等之一种或一种以上的混合气体。

本发明中，金属粉末为塑性比较好的Al、Cu、Ti、Sn、Zn或Pb等，合金粉末为塑性比较好的铝合金、铜合金或铅锡合金等。

本发明中，准晶粉末为稳定的准晶粉末，如：Al-Cu-Fe、Al-Cu-Cr、Al-Cu-Fe-Cr、Al-Mn、Al-Mn-Si、Al-Mn-Fe、Al-Mn-Sn-Fe、Al-Fe、Al-Cr、Al-Co、Al-V、Al-W或Al-Mo等合金粉末。

本发明中，工件基体材料可以为各种金属材料(如：钛合金、铝合金、镁合金、碳钢或不锈钢等)。

实施例1

本实施例中，在铝合金基体表面沉积：金属Al粉末和准晶Al-Cu-Fe粉末复合梯度准晶涂层，工艺参数如下：

喷射距离为10mm，气体压强为3.0MPa，气体温度为600℃，气流流量为20g/s，粉末粒度为30μm，金属Al粉末和准晶Al-Cu-Fe粉末的重量比为1∶1，Al粉末加热温度为50℃，Al-Cu-Fe粉末加热温度为600℃。在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，以500～1200m/s高速飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成金属复合梯度准晶涂层，涂层厚度为3000微米。

本实施例中，准晶粉末、金属粉末复合涂层中，沿涂层厚度方向，随涂层厚度增加，准晶相成分含量逐渐增加，金属相成分含量则相应减小，即金属相与准晶相涂层间无明显界面，能很好地解决二者性能不相匹配的问题，最大程度地削弱或消除涂层中的层间应力，提高涂层与基体间的结合强度，涂层与基体的抗拉强度70MPa，剪切强度40MPa。

实施例2

本实施例中，在钛合金基体表面沉积：金属Cu粉末和准晶Al-Cu-Cr粉末复合梯度准晶涂层，工艺参数如下：

喷射距离为20mm，气体压强为2.0MPa，气体温度为650℃，气流流量为25g/s，粉末粒度为40μm，金属Cu粉末和准晶Al-Cu-Cr粉末的重量比为1∶3，Cu粉末加热温度为200℃，Al-Cu-Cr粉末温度为600℃。在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，以500～1200m/s高速飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成金属复合梯度准晶涂层，涂层厚度为4000微米。

本实施例中，准晶粉末、金属粉末复合涂层中，沿涂层厚度方向，随涂层厚度增加，准晶相成分含量逐渐增加，金属相成分含量则相应减小，即金属相与准晶相涂层间无明显界面，能很好地解决二者性能不相匹配的问题，最大程度地削弱或消除涂层中的层间应力，提高涂层与基体间的结合强度，涂层与基体的抗拉强度60MPa，剪切强度35MPa。

实施例3

本实施例中，在不锈钢基体表面沉积：金属Zn粉末和准晶Al-Cu-Fe-Cr粉末复合梯度准晶涂层，工艺参数如下：

喷射距离为30mm，气体压强为4.0MPa，气体温度为700℃，气流流量为30g/s，粉末粒度为10μm，金属Zn粉末和准晶Al-Cu-Fe-Cr粉末的重量比为1∶5，Zn粉末为室温，Al-Cu-Fe-Cr粉末加热温度为600℃。在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，以高速飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成金属复合梯度准晶涂层，涂层厚度为5000微米。

本实施例中，准晶粉末、金属粉末复合涂层中，沿涂层厚度方向，随涂层厚度增加，准晶相成分含量逐渐增加，金属相成分含量则相应减小，即金属相与准晶相涂层间无明显界面，能很好地解决二者性能不相匹配的问题，最大程度地削弱或消除涂层中的层间应力，提高涂层与基体间的结合强度。涂层与基体的抗拉强度50MPa，剪切强度30MPa。

实施例结果表明，本发明装置简单，操作方便，成本低、效率高，可以制备任意组分比例准晶梯度涂层，在多种材质基材上直接制备准晶梯度涂层，可以制备多种系列的二元或多元合金准晶梯度涂层。

Claims (8)

1.一种制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，采用冷喷涂装置包括：准晶粉末送粉器、金属或合金粉末送粉器、气体加热器、准晶粉末加热器、金属或合金粉末加热器、气固混合室、超音速喷嘴，具体结构如下：

准晶粉末送粉器和金属或合金粉末送粉器分别通过管路连至气固混合室，形成双通道送粉结构，在所述管路上分别设有准晶粉末加热器和金属或合金粉末加热器，气体加热器通过管路连接气固混合室，在气固混合室的出口处设置超音速喷嘴；

采用气体动力喷涂方法，将气源压缩气体分三路，第一路进入准晶粉末送粉器，第二路进入金属或合金粉末送粉器，作为载气将粉末引入喷嘴；第三路连接气体加热器，气体经过预热后进入气固混合室，三路气体在气固混合室混合进入超音速喷嘴形成气-固双相流；气-固双相流在超音速喷嘴的收缩段压缩通过喉部进入超音速喷嘴的扩张段膨胀加速达到超音速；气-固双相流喷射到工件的表面，其中的金属或合金粉末和准晶粉末与工件表面碰撞发生严重的塑性变形粘接于工件表面，后继的金属或合金粉末和准晶粉末重复这一过程，而形成金属复合梯度准晶涂层；

气体动力喷涂制备复合梯度准晶涂层的工艺参数范围如下：

气-固双相流的喷射距离为5～50mm，气体压强为0.5～5.0MPa，气体温度为室温至700℃，气流流量为10～30g/s，粉末粒度为1～100μm，两路送粉器分别有独立的调节阀门，按任意比例调节金属和准晶粉末的比例，粉末加热器对粉末加热，准晶粉末加热温度高，其温度为500～600℃；金属或合金粉末加热温度低，其温度为室温～100℃；在整个喷涂过程中，喷涂粒子保持固态，以300~1200m/s飞行并撞击工件基体表面，发生强烈塑性变形、沉积工件基体表面而形成涂层，涂层厚度为50～6000微米。

2.按照权利要求1所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，优选的工艺参数范围如下：

喷射距离为10～30mm，气体压强为2.0～4.0MPa，气体温度为300～700℃，气流流量为15～25g/s，粉末粒度为10～50μm，准晶粉末加热温度高，其温度为500～600℃；金属或合金粉末加热温度低，其温度为室温～100℃，涂层厚度为500～5000微米。

3.按照权利要求1所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，气源使用的压缩气体为空气、氮气、氦气中的一种气体或一种以上的混合气体，金属粉末为塑性比较好的Al、Cu、Ti、Sn、Zn或Pb，合金粉末为塑性比较好的铝合金、铜合金或铅锡合金，准晶粉末为Al-Cu-Fe、Al-Cu- Cr、Al-Cu-Fe-Cr、Al-Mn、Al-Mn-Si、Al-Mn-Fe、Al-Mn-Sn-Fe、Al-Fe、Al-Cr、Al-Co、Al-V、Al-W或Al-Mo准晶粉末，工件基体材料为各种金属材料。

4.按照权利要求1所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，超音速喷嘴的出口对应设置工件，自超音速喷嘴喷出的准晶粉末和金属或合金粉末，在工件的表面形成金属复合梯度准晶涂层。

5.按照权利要求1所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，准晶粉末送粉器的一侧设有准晶粉末送粉器进气口，准晶粉末送粉器的另一侧通过管路连接准晶粉末加热器；金属或合金粉末送粉器的一侧设有金属或合金粉末送粉器进气口，金属或合金粉末送粉器的另一侧通过管路连接金属或合金粉末加热器；气体加热器的一侧设有气体加热器进气口，准晶粉末送粉器、金属或合金粉末送粉器和气体加热器的另一侧通过管路与气固混合室相通。

6.按照权利要求1或5所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，在准晶粉末加热器中设置温度传感器Ⅰ，在金属或合金粉末加热器中设置温度传感器Ⅱ，在气体加热器中设置温度传感器Ⅲ。

7.按照权利要求5所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，准晶粉末送粉器进气口、金属或合金粉末送粉器进气口、气体加热器进气口分别与高压气源相连，分别为准晶粉末送粉器和金属或合金粉末送粉器和气体加热器提供压缩气体。

8.按照权利要求1或5所述的制备金属复合梯度准晶涂层的冷喷涂方法，其特征在于，准晶粉末加热器、金属或合金粉末加热器和气体加热器采用螺旋型加热管结构。