DE2133381A1 - Vorrichtung zum zerstaeuben eines plasmas - Google Patents

Vorrichtung zum zerstaeuben eines plasmas

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DE2133381A1 DE19712133381 DE2133381A DE2133381A1 DE 2133381 A1 DE2133381 A1 DE 2133381A1 DE 19712133381 DE19712133381 DE 19712133381 DE 2133381 A DE2133381 A DE 2133381A DE 2133381 A1 DE2133381 A1 DE 2133381A1
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Description

8 München 5, 5o Juli 1971
SEALECTRO CORPORATION ? 1 ^ ^ Q Ω 1
225 Hoyt Street Z I J J J ö Ί
Mamaroneck, Ν..Ϊ... 10544 (V,StoA.)
Vorrichtung zum Zerstäuben eines Plasmas
Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Zerstäuben eines Plasmas und auf ein Verfahren zum Auftragen eines schmelzbaren Materials auf einem Substrat durch Erzeugen dieses Plasmas in einem laminar strömenden Gas innerhalb eines im wesentlichen zylindrischen Düsenkörpers· Das Plasma wird hierbei durch elektrische Gasentladung (Bogenentladung) zwischen zwei Elektroden erzeugt und durch eine Düse ausgestoßen« Dem laminar strömenden Plasma wird pulverförmiges, in Strömung versetztes Material, wie Polytetrafluoräthylen (PPTE) oder andere Kunststoffmaterialien, pulverförmige Metalle oder keramische Pulver zugefügt und von der Oberfläche des Plasmas mitgerissen und durch die Düsenöffnung nach außen zerstäubt, wobei das Pulver zur Spitze des Plasmastrahles hin konvergiert· Durch die Hitze des Plasmas wird das pulverförmige Material geschmolzen, so daß es einen dichten Film bildet, wenn es auf die Oberfläche des zu behandelnden Substrates aufgespritzt wird·
Überzüge dieser Art werden benötigt, um saubere Oberflächen zu erhalten, insbesondere um Korrosionsbeständigkeit, eine bestimmte Farbgebung, eine besonders hohe Glätte bei Strömungskörpern oder ähnliches zu erreichen«
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Beim überziehen mit pulverförmigem Material wurde bisher das Pulver in Form einer Lösung aufgetragen, nicht jedoch wurde bisher der Versuch gemachtj pulverförmiges Material auf ein Substrat durch Anwendung von Hitze aufzubringen·
Angestrebt wird ein überzug, der auf dem Substrat fest anhaftet und beständig gegenüber Rißbildung, Abbröckeln oder Absplittern ist.
Demgemäß ist auch die Aufgabe der Erfindung darauf gerichtet, einen hochfesten überzug auf Materialien zu schaffen, der die gewünschten Eigenschaften aufweisto
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das sich dadurch auszeichnet, daß ein Plasma in einem laminar strömenden Gas innerhalb eines im wesentlichen zylindrischen Düsenkörpers durch Gasentladung zwischen zwei Elektroden erzeugt wird, wobei das Gas durch eine ringförmige Einschnürung von unterschiedlich wechselnden Dimensionen in laminarer Strömung geführt ist und das . Plasma bei aufrechterhaltener Laminar-Strömung eine eingeschnürte Bohrung passiert und am Ende dieser Bohrung expandiert und eine durch plötzliche Durchmessererweiterung herbeigeführte Turbulenz-Zone erzeugt, die auf die Oberfläche des Plasmastranges beschränkt ist, und daß in der Turbulenz-Zone verflüssigtes schmelzbares Material eingeführt wird, welches vom Plasma mitgerissen und auf das zu überziehende Substrat zerstäubt wird. Die Turbulenz-Zone an der Oberfläche des Plasmastrahles ist notwendig, um das pulverige Material aufzunehmen. Andererseits verhindert die Laminar-Strömung des Plasmas das Eindringen dieses pulverförmigen Materials in das Innere der Düsenbohrung. Die plötzliche Expansion des Plasmas verursacht einenÄRuekabfall, wodurch das schmelzbare Material in die Düse gezogen wird und von der Oberfläche des laminar strömenden Plasmas getragen wird.
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Zur Durchführung dieses Verfahrens dient eine Vorrichtung zum Zerstäuben des Plasmas, welche einen Düsenkörper aufweist, in welchem eine mit einem konisch sich verjüngenden Ende versehene Elektrode innerhalb einer gleichsinnig konisch geformten Erweiterung der Düsenbohrung axial ausgerichtet ist. In Strömungsrichtung vor den Bogenelektroden wird das Gas eingeführt und passiert Gasdurchtrittsöffnungen, die konvergierend auf den Zwischenraum zwischen Elektrode und Erweiterung ausgerichtet sind und dem Gas einen laminaren Strömungszustand verleihen« Die Bohrung der Düse ist im wesentlichen zylinderförmig und besitzt in ihrer Wandung mindestens eine Eintrittsöffnung für die verflüssigten Partikel. Die Düsenbohrung weist einei in Strömungsrichtung sich leicht konisch verjüngenden Durchmesser auf und geht hinter einem Absatz in einen zylinderförmigen Abschnitt mit vergrößertem Durchmesser über, in welchem die Expansion des Plasmas eintritt. In unmittelbarer Nähe dieses Absatzes wird das verflüssigte schmelzbare Material in die Düsenöffnung eingeführte
Anhand eines Ausfunrungsbeispiel.es ist die Erfindung in der Zeichnung dargestellt und im Nachfolgenden erläutert; in der Zeichnung zeigt
Pig. 1 in einem Schnitt die erfindungsgemäße Vorrichtung,
Pig. 2 in einem teilweisen Schnitt die Winkelverhältnisse zwischen Elektrode und Düse der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Es hat sich in der Praxis herausgestellt, daß, wenn Plasma in einem Gas mit laminarer Strömungsgeschwindigkeit erzeugt wird, wobei die fieynold 1SdIe Zahl weniger 2200 beträgt, der Geräuschpegel und der Leistungsverbrauch durch das Plasma-Plammsprühen erheblich vermindert werden kann. Nach der Erfindung wird durch Beimischen von pulverigem Material in die Plasma-Plamme die Plammenstabilitat verbessert. Durch eine stabilere Plamme wird darüber hinaus der Leistungsverbrauch herabgesetzt, wenn die Plasmaflamme geringfügig auf einem Teil ihrer Länge eingeschnürt wird, ohne daß hierdurch die Laminarströmung unterbrochen wird, wenn dafür gesorgt wird, daß am Ende dieser Einschnürung oder Einschränkung die. Strömungsfläche abrupt vergrößert wird.
Nach Pig. 1 weist die Elektroden-Anordnung 10 eine gekühlte Elektrode 12 innerhalb eines gekühlten Düsenkörpers 14 mit einer sich längs erstreckenden Bohrung 16 auf. Eine Stromquelle 18 versorgt die Elektrode mit Strom über Leitungen 20, 22 die an den Düsenkörper 14 bzw. an die Elektrode 12 angelegt sind.
Ein die Elektrode 12 umgebender zylinderförmiger Mantel
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24 bildet eine ringförmige Gaskammer 26, in welche über eine leitung 28 Gas eingeführt werden kann. Am einen Ende dieser Gaskammer 26 ist ein Terteilerring mit einer Mehrzahl von Gasdurchtrittsöffnungen 30 vorgesehen, die winkelig auf die Mittelachse der Elektrode gerichtet sind, d. h. es konvergieren die Achsen dieser Öffnungen 30 zur Mittelachse der Elektrode .
Auf ihrer Einlaßseite "besitzt die Bohrung 16 eine konische Erweiterung 32· In die entgegengesetzte Richtung verläuft die Bohrung 16 leicht konisch und bildet zwischen der Erweiterung 32 und einem Absatz 16B einen eingeschnürten Ieil 16A mit zunehmend kleiner werdendem Durchmesser. Hinter dem Absatz 16B erweitert sich dann die Bohrung 16 abrupt zu einem Abschnitt 16C mit konstantem Durchmesser.
Die Elektrode 12 besitzt ein entsprechend konisch geformtes Ende 12A, welches innerhalb der Erweiterung 32 angeordnet und mit der Spitze auf die Mittelachse der Düse ausgerichtet ist. Dieses Elektrodenende bildet die Grenzfläche gegenüber einem andererseits durch die Erweiterung 32 begrenzten Ringraumes, in den äas Gas durch die Eintrittsöffnungen 30 einströmt. Wie 3fig. 2 zeigt, ist der Konuswinkel A des Elektrodenendes 12A größer als der Konuswinkel B der Erweiterung 32.
Im mittleren Bereich des Düsenkörpers 14 sind mehrere öffnungen 34 vorgesehen, durch die das Pulver eintritt. Diese öffnungen gehen in Ir-förmige Kanäle 36 über, deren Auslässe im Absatz 16B der Düsenbohrung 16 münden. Die Achsen dieser Kanalauslässe tangieren einen imaginären
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konzentrischen Er eis, dessen Durchmesser kleiner ist als der "Prmendurchmesser des Abschnittes 16C so daß das verflüssigte Pulver (fluidized powder) unter einem ¥inkel zur Düsenöffnung in die Plasmaströmung gelangt und hierdurch eher von der Oberfläche der Gasströmung als vom Eern der Grasströmung mitgerissen wird. Das auf diese Weise in die Düsenöffnung eingebrachte Pulver wird also auf der Oberflache des Strahls mitgeführt und konvergiert erst an der Strahlspitze.
Die Arbeitsweise des Zerstäubers ist folgende; Ein plasmaerzeugendes Gas, d.h. ein ionisierfähiges Gas wird über die Leitung 28 unter Druck in die Gaskammer 26 eingeführt. Durch die schräg verlaufenden Gase intrrfctsöffnungen 30. wird dieses Gas auf die Mittelachse der Düsenbohrung 60 gerichtet, strömt dann durch den von der Elektrodenspitze 12A und der konischen Erweiterung 32 gebildeten Ringraum, wodurch der Gasstrom eingeschnürt wird. Anschließend bewegt sich dieser Gasstrom in der Bohrung 16 mit einer Geschwindigkeit fort, die der Reynold*sehe Zahl für laminare Strömung entspricht. Infolge der geringfügigen Durehmesserverringerung innerhalb des Abschnittes 16A der. Bohrung 16 erhöht sieh die Geschwindigkeit der Gasströmung, befindet sich jedoch hierbei noch im laminaren Strömungszustand. Das Plasma bildet sieh durch Anlegen eines Stromes an die Elektrode 12 bzw. den DüsenkörJJer 14 in einem Bereich der Düsenbohrung 16, wie er in Fig. 1 sehematisch angedeutet ist. Der Plasma-Strang ist nierbei annähernd zylinderf örmig und wird von einer ringförmig umgebenden Schicht des strömenden Gases getragen. Auch bei Erreichen des Absatzes 16B befindet sich das Plasma noch unter laminaren Strömungsbedingungen.
Durch die Durchmessererweiterung hinter dem Absatz 16B .im Bereich l6c beginnt jedoch am Absatz 16B die Plasmaflamme sich in ihrem Durchmesser zu verringern, wobei sich die Flamme in einem stabilen Zustand befindet.
Das durch die Kanäle 36 mittels in der Zeichnung nicht dargestellter Antriebsmittel eingeführte verflüssigte, schmelzbare Pulver wird, bedingt durch den Eintrittswinkel, vom Plasma innerhalb des Düsenbereiches 16C mitgerissen. Zum Einführen des Pulvers sollte ionisierfähiges Gas verwendet werden, etwa ein Gas, wie es auch in die Gaskammer 26 eingeführt wird. Die Mischung von pulverigem Material und Gas am Absatz I6B strömt dann durch die Düse und bildet einen Konus um die Plasmaflamme, welche dann dem in der Zeichnung nicht dargestellten Werkstück ausgesetzt werden kann.
Fig. 2 veranschaulicht die Winkelverhältnisse zwischen der Elektrodenspitze 12A (Konuswinkel A) und der konischen Erweiterung 32 (Konuswinkel B) der Düse 14. Das Verhältnis dieser beiden Winkel bestimmt im wesentlichen die Länge, den Durchmesser und die Stabilität der Plasmaflamme innerhalb der Düsenbohrung l6. Zufriedenstellende Ergebnisse erhält man, wenn der Konuswinkel A etwas größer ist als der Konuswinkel B, etwa dann, wenn der Unterschied zwischen diesen beiden Winkeln 10 bis 30° beträgt. Wichtig ist es hierbei, daß das plasmaerzeugende Gas, wenn es in den Ringraum um die Elektrodenspitze einströmt, durch die öffnungen 30 winklig durchtritt, was zur Erhöhung einer stabilen Plasmaflamme innerhalb der Bohrung l6 beiträgt. Dieser Winkel zur Düsen-Mittelachse soll vorzugsweise in einem Bereich zwischen 19 und 35° liegen.
Es ist weiterhin wichtig, daß der Konuswinkel B der Erweiterung 32 60 bis 120° und der Konuswinkel A des Elektrodenendes 12A 80 bis 140° beträgt.
Zur Kühlung der Elektrode 12 und des Düsenkörpers I1I dienen in der Zeichnung nicht dargestellte Kühlkanäle, durch die in üblicher Weise Kühlwasser geleitet wird, um die mit dem auf 15OOOebis 200000C erhitzten Plasmastrahls in Berührung kommenden Teile ausreichend zu kühlen.
Wegen der starken Hitzeentwicklung in den mit dem Plasma in Berührung kommenden Teilen müssen diese Teile aus einem Material von hoher Wärmeleitfähigkeit bestehen, um möglichst schnell die aufgenommene Wärme abbauen zu können. Andererseits reagieren manche Metalle mit dem plasmaerzeugenden Gasο So reagiert Kupfer katalytisch mit Tetrafluoräthylen (PTFE).
Obwohl bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung auch pulverisierte Metalle, keramische Pulver und andere Kunststoffpulver in verschiedenen Zusammensetzungen verwendet werden können, hat es sich herausgestellt, daß sich PTPE-PuIver besonders eignetβ Es braucht dann das zu bearbeitende Werkzeug nur gereinigt zu werden und es erfordert kein Säure-Reinigen oder Sandstrahlblasen·
Beim Ausführungsbeispiel beträgt der Konuswinkel A 120° und der Konuswinkel B 90°. Der Durchmesser der Düsenbohrung 16 beträgt im Anfangsbereich 7»9 mm und verringert sich bis zum Absatz 16B auf 7,5 nun. Das Gas hat eine Zusammensetzung von NpHe im stöchiometrischen Verhältnis von 6:1 und strömt mit einer Geschwindigkeit von 1,ST bis 2 cfm durch die Düsenbohrung· Die Pulverkörner haben im wesentlichen kugelige Form und eine Größe von 30 bis 50 u und werden mit einer Flußrate von 4,5 g pro cfm des ionisierten Gases diesem zugeführt· Das Werkstück wird 5 bis 7 cm vom Ausgang des Abschnittes l6C entfernt angeordnet« Die Plasmaflamme erzeugt einen PTFE-FiIm mit einer Rate von
ρ einer Million PTFE-Körnern pro Minute und pro 232 cm
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auf der Oberfläche, Unter diesen Umständen sollte die Innenfläche der Bohrung 16 mit einer Legierung von wenigstens 0,004 mm Schichtdicke Überzogen sein, welche einen bei 90 % liegenden Nickelgehalt aufweist· Im übrigen kann der Düsenkörper 14 aus Kupfer bestehen. ,
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung wird der bisher bei 400 Ampere liegende Stromverbrauch auf 150 bis 200 Ampere herabgesetzt« Es ist dann lediglich eine Spannung von 50 bis 100 V notwendig·
PTFE-Partikel von kugeliger Gestalt und von einer Größe im Bereich von 10 bis 50 u üefrden in bekannter Weise durch Brennen von Frischmetallpulver (virgin powder) im Ofen hergestellt«
Bei der Wahl der Zusammensetzung des für den Zerstäuber verwendeten Materials als auch bei der Bestimmung der Konuswinkel ist zunächst von den Eigenschaften des schmelbaren Pulvermaterials und von der Art des ionisierbaren Gases für das Plasma auszugehen, wobei dem Umstand Rechnung getragen werden muß, daß bei bestimmten Temperaturen chemische Reaktionen auftreten können, die nicht in der üblichen Hochtemperatur-Technik vor sich gehen würden·
Verfahren und Vorrichtung nach der Erfindung ermöglichen Überzüge aus schmeMiarem Material auf Substraten, die sich durch extrem hohe Zugfestigkeit und Leistungsfähigkeit (performance) auszeichnen·
2098 83/034 APatentansprüche;

Claims (1)

  1. Patentansprüche
    Vorrichtung zum Zerstäuben eines Plasmas, dadurch gekennzeichneta daß die Vorrichtung, einen Düsenkörper (Ik) aufweist, in welchem eine mit einem konisch sich verjüngenden Ende (12A) versehene Elektrode (12) innerhalb einer gleichsinnig konisch geformten Erweiterung (32) der Düsenbohrung (16) axial ausgerichtet ist, daß ionisierfähiges Gas in P einen Ringraum zwischen der Elektrodenspitze (12A) und der Erweiterung (32) zur Bildung eines laminar strömenden Plasmas einführbar ist, daß sich der konischen Erweiterung (32) ein sich geringfügig konisch verjüngender Bereich (16A) der Düsenbohrung (16) anschließt, in welcher das laminare Plasma erzeugt wird, daß am Austrittsende dieses Bereiches (16A) Kanäle (36) vorgesehen sind, durch die in Strömung versetzte Partikel an die Oberfläche des Plasmas einführbar sind, wobei diese Kanäle (36) am Umfang verteilt schräg in den Bereich (16a) einmünden, und daß der Konuswinkel (A) des Elektrodenendes (12A) größer ist als der Konuswinkel (B) der Erweiterung (32).
    2» Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konuswinkel-Differenz 10 bis 30° beträgt«
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanäle (36) am Ende des Bereiches (16A) in den Absatz (!OB) mit gegenüber dem Bereich (ISA) abrupt erweitertem Durchmesser einmünden» in welchem Bereich das Absatzes (iöB) eine Turbulenz-Zons innerhalb der Lamlriar-Strömung entsteht, in die dit in Strömung versetzten Partikel aus den Kanälen (36) eintreten und von der Oberfläche des laminar strömenden Plasmas mitgerissen werden, und daß in Strömungsrichtung vor dem konisch verlaufenden Ende (12A) der Elektrode (12)
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    - ία -
    eine Anzahl am Umfang verteilter Gasdurchtrittsöffnungen (30) vorgesehen ist, durch die das einströmende Gas in·Richtung auf den Ringraum zwischen dem Elektrodenende (12A) und der auf Abstand hiervon konzentrisch vorgesehenen konischen Erweiterung (32) gelenkt wird.
    k» Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, .daß die Innenfläche der Düsenbohrung (16) aus einer Eisen-Nickel-Legierung besteht.
    5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gasdurchtrittsöffnungen (30) in einem Ring aus Isoliermaterial vorgesehen sind, welcher den Elektrodenhalter umgibt.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Konuswinkel (A) des Elektrodenendes (12A) 120° und der Konuswinkel (B) der Erweiterung (32) 90° beträgt«
    7. Verfahren zum überziehen eines schmelzbaren Materials auf einem Substrat durch Erzeugen eines Plasmas in einem lamimar strömenden Gas innerhalb eines im wesentlichen zylinderförmigen Düsenkörpers durch Gasentladung zwischen zwei Elektroden, wobei das Gas durch eine ringförmige Einschnürung von unterschiedlich wechselnden Dimensionen in lämimarer Strömung geführt ist und das Plasma bei aufrechterhaltener Laminar-Strömung eine eingeschnürte Bohrung passiert, am Ende dieser eingeschnürten Bohrung expandiert und eine durch plötzliche Durchmessererweiterung herbeigeführte Turbulenz-Zone erzeugt, die auf die Oberfläche des Plasmastranges beschränkt ist, und daß in die Turbulenz-Zone verflüssigtes schmelzbares Material eingeführt wird, welches vom Plasma mitgerissen und auf das zu überziehende Substrat zerstäubt wird.
    8 3/03/,/*
    8. Verfahren nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daA der Plasmaraum durch zwei konisch verlaufende konzentrische Elektrodenflächen gebildet wird, deren Konuswinkel zueinander unterschiedlich sind·
    9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die eingeschnürte Bohrung unterschiedlich wechselnde Durchmesser aufweist.
    10« Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß P der Konuswinkel der inneren Elektrode größer ist als der Konuswinkel der äußeren Elektrode,
    11« Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Konuswinkeldifferenz 10 bis 30° beträgt,
    12· Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Plasmaraum der Düsenbohrung mit einer Legierung überzogen ist, die gegenüber dem ionisierten Gas und gegenüber dem schmelzbaren Material widerstandsfähig ist,
    13. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das schmelzbare Material Polytetrafluoräthylen ist und daß der innere Überzug der Düsenbohrung im Bereich des Plasmaraumes aus einer Legierung mit hohem Nickelgehalt besteht und daß das ionisierte Gas stickstoffhaltig ist.
    I1I. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mehrzahl der in Strömung versetzten Partikel eine Dimension von 30 bis 50 u aufweisen und kugelförmig sind·
    209883/Π3ΛΑ
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Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS527417B2 (de) * 1971-09-06 1977-03-02
US3819901A (en) * 1972-09-14 1974-06-25 Inst Cercetari Tehnologice Pen Welding process using granular or powder filler delivered on open-channel strip
US4059743A (en) * 1974-10-28 1977-11-22 Eduard Migranovich Esibian Plasma arc cutting torch
US4038512A (en) * 1975-08-11 1977-07-26 Westinghouse Electric Corporation Self-stabilizing arc heater
US4933241A (en) * 1987-05-29 1990-06-12 United States Department Of Energy Processes for forming exoergic structures with the use of a plasma and for producing dense refractory bodies of arbitrary shape therefrom
US4806384A (en) * 1987-05-29 1989-02-21 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Process for forming exoergic structures with the use of a plasma
US5041713A (en) * 1988-05-13 1991-08-20 Marinelon, Inc. Apparatus and method for applying plasma flame sprayed polymers
US4866240A (en) * 1988-09-08 1989-09-12 Stoody Deloro Stellite, Inc. Nozzle for plasma torch and method for introducing powder into the plasma plume of a plasma torch
FI209U1 (fi) * 1992-03-31 1992-08-05 Rotaweld Oy Doseringsmunstycke foer pulverformigt svetsningstillsatsaemne
US5518178A (en) * 1994-03-02 1996-05-21 Sermatech International Inc. Thermal spray nozzle method for producing rough thermal spray coatings and coatings produced
US5464958A (en) * 1994-04-05 1995-11-07 General Electric Company Arc welding apparatus with variable polarity reversing device and control
US5466905A (en) * 1994-04-05 1995-11-14 General Electric Company Low electric D.C., low time rate polarity reversing arc welding method
FR2725582B1 (fr) * 1994-10-06 1997-01-03 Commissariat Energie Atomique Torche a plasma d'arc a stabilisation par gainage gazeux
US5858470A (en) * 1994-12-09 1999-01-12 Northwestern University Small particle plasma spray apparatus, method and coated article
US5744777A (en) * 1994-12-09 1998-04-28 Northwestern University Small particle plasma spray apparatus, method and coated article
US5858469A (en) * 1995-11-30 1999-01-12 Sermatech International, Inc. Method and apparatus for applying coatings using a nozzle assembly having passageways of differing diameter
WO1997020636A1 (en) * 1995-12-04 1997-06-12 Northwestern University Small particle plasma spray apparatus, method and coated article
US6086813A (en) * 1997-09-23 2000-07-11 Brunswick Corporation Method for making self-supporting thermoplastic structures
US6986471B1 (en) * 2002-01-08 2006-01-17 Flame Spray Industries, Inc. Rotary plasma spray method and apparatus for applying a coating utilizing particle kinetics
US6984467B2 (en) * 2002-09-24 2006-01-10 Siemens Westinghouse Power Corporation Plasma sprayed ceria-containing interlayer
US8211587B2 (en) * 2003-09-16 2012-07-03 Siemens Energy, Inc. Plasma sprayed ceramic-metal fuel electrode
FR2943209B1 (fr) * 2009-03-12 2013-03-08 Saint Gobain Ct Recherches Torche a plasma avec injecteur lateral
CN114381683B (zh) * 2020-10-20 2024-04-12 中国兵器工业第五九研究所 基体防护涂层的制备方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL279638A (de) * 1961-06-13
US3145287A (en) * 1961-07-14 1964-08-18 Metco Inc Plasma flame generator and spray gun
DE1571153A1 (de) * 1962-08-25 1970-08-13 Siemens Ag Plasmaspritzpistole
US3304402A (en) * 1963-11-18 1967-02-14 Metco Inc Plasma flame powder spray gun
US3313908A (en) * 1966-08-18 1967-04-11 Giannini Scient Corp Electrical plasma-torch apparatus and method for applying coatings onto substrates

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