喷涂陶瓷涂层孔隙率对绝缘涂层的影响

等离子喷涂 Al2O3陶瓷涂层具有高硬度、化学性能稳定、绝缘性能高、耐高温等特点。说到绝缘性能，经常有人问Al2O3的击穿电压是多少？我还真没办法立即回答。因为这个击穿电压和陶瓷涂层不可避免的一个特性有关，那就是孔隙率。

由于涂层中存在孔洞缺陷，涂层在外加电场作用下产生电荷运动，电荷主要向孔隙处汇聚，导致局部电压升高形成局部击穿。同时，击穿过程中电能转换为热能，使涂层局部温度升高，从而破坏Al2O3结构，孔隙沿电场方向扩展，为进一步击穿提供路径。随着局部击穿范围的扩大，涂层内积累热能和裂纹，使涂层内结构迅速崩溃，形成完全击穿。因此，孔洞是电击穿的源点及主要部位，孔隙对绝缘涂层的绝缘性能影响极大（也会对涂层耐酸碱腐蚀的性能造成影响，本期对此不过多介绍）。

在涂层材料、厚度相同的情况下，不同喷涂工艺参数下制得的涂层孔隙率不同，绝缘性能不同，且涂层孔隙率越小，其击穿电压越大，绝缘性能越好。

利用电压击穿试验仪对具有1%左右孔隙率的陶瓷涂层进行击穿电压测试，得出击穿电压在5500V左右。如果有更高的击穿电压要求，可以考虑使用陶瓷涂层封孔剂和激光熔覆技术进一步降低涂层的孔隙率。

推荐尝试以下的等离子喷涂区间参数，可以获得1%左右孔隙率的Al2O3涂层。

氩气流量：35-65 L/min；

氢气流量：06-20 L/min；

电弧电流：550-650 A;

电弧电压：65-85 V;

喷涂距离：100-150 mm。

涂层厚度：500 μm以下。

以上仅供参考， 具体以实际操作为准。