涂层制备工艺优化设计

涂层制备时涉及工艺参数较多，以等离子喷涂为例，在喷涂制备过程中所涉及到的环节包括以下内容：
1)基体材料性质，包括其力学和热学性能、抗氧化能力、零件大小及形状和表面预处理等。
2)喷涂材料性质，包括成分、相稳定性、粉末形态、熔点、粒度分布、流动性及密度等。
3)制备工艺参数，包括工艺方法（aps、ips、vps和rf等）、喷枪类型喷嘴设计、电流、气氛、送粉位置、送粉率、喷涂距离、喷枪移动速度、基体预热与冷却等。
4)喷涂性能检测，包括涂层成份与结构、结合强度、热力学性能、厚度、残余应力及涂层孔隙率等。
上述提及的每一个环节都会对涂层质量产生重要的影响。为获得及满足性能要求，质量又稳定的涂层，必须对影响性能的关键因素进行优化设计，了解其影响规律，找到影响涂层稳定性的主要因素，并加以严格控制。因此，涂层制备工艺优化设计是涂层开发的必经阶段。Bisgaard和Heimann对热喷涂涂层最常用的试验统计设计技术（SDE）进行了分析，而Lugscheider和Knepper评述了适用于等离子喷涂的二水平析因分析方法。这些设计方法的理论基础均来源于Plackertt和Burman、Box、Deming和Taguchi等人，通过特定的软件容易完成所需要的统计计算工作。