Ceramic nanostructured coatings with intermediate thicknesses between 10 and 100 µm give improved thermal and mechanical properties when used as thermal barrier coatings or wear-resistant coatings. Such coatings comply with the technical requirements of aeronautical and automotive applications. This implies the development of deposition processes with high throughput and deposition rates to promote the formation of nanostructured coatings. The use of a liquid phase as a carrier medium for nanoparticles or solution precursors is of major interest for injection within a thermal plasma jet. The as-sprayed materials can form ceramic nanostructured coatings provided the liquid injection, encompassing the physicochemical properties of the liquid and its injection method, can withstand the plasma properties. The repeatability of the interaction phenomena between the liquid phase and the arc jet has a key role in the efficiency of deposition, and some research efforts are devoted to stabilizing the arc while the liquid jet is continuously injected within the plasma. Alternatively a pulsed arc plasma jet can be generated and is associated with a time-phased injection of droplets. This paper presents the different issues related to the arc plasma properties produced by direct plasma torches, including arc instabilities and their influence on plasma/liquid interaction mechanisms leading to the formation of nanomaterials. There is a focus on pulsed plasma spraying associated with synchronized injection of microsized droplets by means of an inkjet printing method.
セラミックナノ構造コーティングは、中間的な厚さが10〜100 µmであり、遮熱コーティングや耐摩耗コーティングとして使用される際に、改善された熱的および機械的特性を提供する。このようなコーティングは、航空宇宙および自動車用途の技術的要件を満たす。これは、ナノ構造コーティングの形成を促進するための、高い処理速度と成膜速度を備えた堆積プロセスの開発を意味する。ナノ粒子または溶液前駆体のキャリア媒体としての液相の使用は、熱プラズマジェット内への注入にとって主要な関心事である。噴霧された材料は、液相注入がプラズマ特性に耐えることができる場合に、セラミックナノ構造コーティングを形成することができる。ここで、液相の物理化学的特性およびその注入方法が重要となる。液相とアークジェットとの間の相互作用現象の再現性は、堆積効率において重要な役割を果たし、液体ジェットがプラズマ内に連続的に注入されている間のアークの安定化に、いくつかの研究努力が注がれている。あるいは、パルスアークプラズマジェットを生成し、液滴の時間位相注入と組み合わせることもできる。本論文では、直流プラズマトーチによって生成されるアークプラズマ特性に関連するさまざまな問題、特にアーク不安定性と、ナノ材料の形成につながるプラズマ/液体相互作用メカニズムへのそれらの影響について提示する。インクジェットプリント法によるマイクロサイズ液滴の同期注入を伴うパルスプラズマ溶射に焦点を当てる。