Hechtmechanisme

Hechting thermisch spuitenMet de hechting wordt bedoeld, de bindingskracht tussen deklaag en substraat interface en de afzonderlijke spuitdeeltjes. Bij het thermisch spuiten zijn drie voornamenlijken bindingsmechanismes tussen spuitdeeltjes onderling en met het substraat:

 

Mechanische hechting
Het mechanisch verankeren aan het opgeruwd gestraald oppervlak. De spuitdeeltjes slaan neer en haken zich vast aan de toppen van het gestraald substraat.

 

Fysische hechting
Indien het oppervlak metallisch schoon is, zullen de atomen zo kort op elkaar liggen dat ze elkaar aantrekken.

 

Metallurgische hechting
Plaatselijk ontstaat er diffusie tussen de spuitdeeltjes onderling en het substraat. Er vormen zich microlas aan de pieken van het gestraald oppervlak en deeltjes onderling.

 

De hechting is sterk afhankelijk van snelheid en temperatuur van de spuitdeeltjes. Dit wordt direct beïnvloed door de lengte en temperatuur van de vlam, soortelijke warmte en grootte en vorm van de deeltjes. Als de snelheid van het deeltje te laag is, treedt te weinig inslag op. Als de temperatuur te laag is, dan treedt te weinig diffusie op en is de temperatuur te hoog is dan explodeert het deeltje. Kort samengevat zorgt juist de hoge kinetische energie van de spuitdeeltjes voor een bijzonder dicht en goed gehechte laag.

 

Mogelijke combinatie van de spuitdeeltjes snelheid en temperatuur in relatie tot de reactie van het deeltje met het substraat:

- Hoge snelheid & hoge temperatuur
  Explosie van het deeltje, beschadiging en vervuiling van het substraat, geen bruibare deklaag.

- Hoge snelheid & lage temperatuur
  Voor spuitdeeltjes met een hoge eigensterkte (bijvoorbeeld wolframcarbiden) leidt deze combinatie tot uitstekende deklagen.

- Lage snelheid & hoge temperatuur
  Spuitdeeltjes die onder de hoge temperatuur niet uiteen vallen (bijv. zuivere metalen) leidt deze combinatie tot goede deklagen.

- Lage snelheid & lage temperatuur
  De spuitdeeltjes bevatten te weinig kinetische en thermische energie om tot hechting te geraken, te vergelijken met gritstralen.