由于空气的卷入，大气等离子喷涂金属涂层时不可避免的会存在金属熔滴的氧化，而金属氧化物的存在会显著阻碍涂层粒子层间结合的形成，使得涂层在磨损、腐蚀等工况下快速失效，严重限制了等离子喷涂金属涂层的应用。
本文提出了采用等离子喷涂超高温含B的金属熔滴沉积涂层，利用B的去氧化自清洁效应，实现基于无氧化物熔滴的涂层沉积，从而获得致密的、氧含量极低的金属涂层。本文以含B的Ni20Cr4B粉末为原料，采用等离子喷涂获得了温度超过2400℃的超高温熔滴，在粒子飞行过程中，由于B的氧化反应自由能最低，将优先发生氧化，并生成沸点较低（1860℃）的B₂O₃，以气相的形式脱离熔滴表面，获得表面无氧化物的熔滴；此外，因高温熔滴内部产生的涡旋流动，使得B持续快速传递至粒子表面参与氧化反应，保护其他金属元素不被氧化，从而维持熔滴表面的无氧化状态。对涂层的化学成分进行分析结果表明，等离子喷涂Ni20Cr4B涂层的氧含量低于0.18 wt.%，且在60 mm到140 mm的喷涂距离内基本无变化，完全抑制了粒子在飞行过程中发生的氧化。由于粒子沉积时无氧化膜阻碍结合，涂层内部结合良好，呈现出高度致密（孔隙率为0.21%）的组织结构特征。在模拟垃圾焚烧锅炉工况的600℃长时间熔盐腐蚀条件下，Ni20Cr4B涂层中粒子间良好的结合完全阻止了腐蚀介质的浸渗，腐蚀仅发生在涂层表面，表现出优越的耐熔盐腐蚀性。本研究拓宽了大气等离子金属涂层的应用前景，为金属涂层的氧含量控制及实现冶金结合提供了新的发展思路。
本项目受到国家自然科学基金重点项目的资助（No. 52031010）。

大气等离子喷涂,粒子温度,自清洁去氧化效应,熔盐腐蚀