《先进冷喷涂技术与应用》结合作者周香林、张济山、巫湘坤近年来的研究工作和近几年国内外同行的最新研究成果并参考过去的专著和文章写成。内容包括：绪论、冷喷涂系统、气流与颗粒加速、涂层形成机理、涂层及基体材料、技术应用。本书是作者从事相关科学研究、学科建设、研究生培养等工作的经验和体会。

《先进冷喷涂技术与应用》根据作者周香林、张济山、巫湘坤的科研经历与科研成果，结合近几年国内外学者的最新研究成果，专业性地阐述了一种涂层制备和材料制造新工艺——冷喷涂技术。第1章介绍了冷喷涂技术的产生、发展与特点；第2章详细叙述了冷喷涂设备的各个组成部分以及设备优化设计的新成果；第3章阐述了气固两相流工艺过程原理，分析了固体颗粒加速效果的影响因素；第4章介绍了颗粒碰撞数值模拟原理与结果以及冷喷涂层实验结果，讨论了涂层的沉积特性与结合机理；第5章介绍了目前主要开展的涂层材料研究与开发；第6章展望了冷喷涂技术的应用前景。

《先进冷喷涂技术与应用》可作为材料科学与工程学科表面工程领域本科生和研究生的教学参考书，也可以供从事材料表面工程与材料制备技术方面的科研人员参考。

前言

第1章 绪论1

 1.1 喷涂技术简述1

 1.2 冷喷涂技术的概念及特点2

 1.3 冷喷涂技术的产生及发展6

 1.4 冷喷涂技术的现状及应用前景7

 参考文献10

第2章 冷喷涂设备12

 2.1 设备组成与结构12

 2.2 喷枪12

2.2.1 喷枪内管形状设计13

2.2.2 喷枪内管尺寸设计16

2.2.3 喷枪系统结构18

2.2.4 喷枪的改进与优化19

 2.3 送粉器23

2.3.1 几种常用送粉器23

2.3.2 对冷喷涂系统送粉器的要求24

2.3.3 一种高压送粉器的设计24

2.3.4 其他冷喷涂用送粉器25

 2.4 气体加热装置26

 2.5 高压气源28

2.5.1 工作气体的选择28

2.5.2 氦、氮混合气体的使用29

2.5.3 高压气源的种类30

2.5.4 气体循环装置32

 2.6 其他部件32

2.6.1 持枪机械手及载物工作台32

2.6.2 颗粒测速仪34

2.6.3 喷涂室设置35

 2.7 系统种类与特点36

2.7.1 实验室冷喷涂装置36

2.7.2 高压固定式与低压便携式冷喷涂系统37

2.7.3 真空冷喷涂系统46

2.7.4 脉冲气体冷喷涂技术47

2.7.5 激光辅助冷喷涂技术48

2.7.6 激波风洞冷喷涂技术49

 参考文献51

第3章 气流与颗粒加速57

 3.1 气流模型57

 3.2 典型气体的加速效果63

3.2.1 计算模型64

3.2.2 氮和氦混合气体加速过程64

3.2.3 He含量对气体及颗粒速度的影响66

3.2.4 He含量对气体及颗粒温度的影响67

3.2.5 气体流量分析68

 3.3 影响颗粒撞击速度的因素69

3.3.1 气体性质69

3.3.2 喷管结构71

3.3.3 喷涂距离72

3.3.4 送粉速率73

3.3.5 颗粒特性74

3.3.6 喷涂角度75

 参考文献76

第4章 涂层形成机理79

 4.1 冷喷涂颗粒的沉积过程79

 4.2 涂层结合机制81

 4.3 临界沉积速度及影响因素86

 4.4 冲蚀速度与喷涂工艺带89

 4.5 高速碰撞问题的理论基础90

4.5.1 材料状态方程90

4.5.2 材料本构方程91

 4.6 有限元模拟结果与讨论92

4.6.1 单颗粒撞击行为模拟研究92

4.6.2 多颗粒碰撞基板的数值模拟128

4.6.3 反弹现象及相关研究134

4.6.4 冷喷涂过程中的能量变化研究145

 4.7 颗粒沉积及涂层生长的分子动力学模拟155

 4.8 冷喷涂层界面特征的实验研究155

4.8.1 界面熔化与中间相形成155

4.8.2 射流与表层破碎156

4.8.3 动态再结晶与非晶化157

4.8.4 界面材料混合160

4.8.5 颗粒夯实作用161

 参考文献162

第5章 涂层及基体材料170

 5.1 涂层材料170

5.1.1 金属涂层材料171

5.1.2 非金属涂层材料172

5.1.3 复合涂层材料174

5.1.4 新型涂层材料176

 5.2 基体材料199

5.2.1 金属基体材料199

5.2.2 非金属基体材料201

5.2.3 非金属表面冷喷涂金属化技术探讨205

 参考文献211

第6章 冷喷涂技术的应用221

 6.1 防腐涂层222

 6.2 耐高温涂层225

 6.3 耐磨涂层228

 6.4 导电及导热涂层228

 6.5 抗菌涂层及光催化涂层230

 6.6 生物医用涂层233

 6.7 喷涂成形241

 6.8 表面修复242

 参考文献244