4.1 冷喷涂颗粒的沉积过程

当粒子以不同速度撞击基体表面时，会发生不同的效果，被基体反弹、粘接在基体上或者穿过基体。一般地，当颗粒撞击基体表面时，颗粒和基体都会收到不同程度的变形和破坏。在冷喷涂过程中，颗粒尺寸一定的情况下，只有当其速度达到一定值时，才能在碰撞基体后实现沉积，这个速度称为临界速度，否则将对基体（或者涂层）产生冲蚀作用。冷喷涂粉末是否能形成涂层，主要取决于颗粒撞击基体前的速度是否能超过颗粒沉积所需的临界速度。

Van Steenkiste等人的研究中，提出冷喷涂涂层的形成过程主要分为四个阶段。

第一阶段：基体凹陷、基底层层形成；

第二阶段：颗粒形变及重排；

第三阶段：颗粒间金属键形成，孔隙率降低；

第四阶段：总体变形（颗粒破碎、加工硬化、已结合颗粒脱落）。这阶段需要充足的动能。

而普遍认为，冷喷涂过程中涂层形成和生长可分为两个阶段：首先是粒子和基板的结合机制，而对粒子与已喷涂层之间结合机制的研究较少。

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