Soğuk sprey, termal enerji azalırken kinetik enerjinin arttırıldığı yeni bir “HVOF” teknolojisi olarak düşünülebilir. Soğuk Sprey ile neredeyse oksit içermeyen kaplamalar üretmek mümkündür. Kaplama malzemesi partikülleri, ısıtılmış gaz karışımı içerisinde akarken (600 °C / 1112 °F), 1000 m/s değerini aşan parçacık hızına kadar hızlandırılmaktadır. Düşük partikül sıcaklığı ile birlikte aşırı yüksek partikül hızı, çok yoğun ve oksitsiz kaplamalara üretmemize olanak sağlar. Otomotiv endüstrisi, korozyon koruması ve elektronik endüstrisinde uygulama örnekleri bulunmaktadır.
Çalışma Prensibi:
Soğuk sprey işlemi, çok yüksek bağlanma ve çok düşük oksit seviyeleri sergileyen yoğun, çok düşük gözenekli kaplamalar üretmek için kontrollü ısı çıkışlı yüksek kinetik enerjili gaz jeti kullanır. Soğuk gaz sprey, bir küresel tozu 500-1000 m/s hıza çıkarmak için süpersonik bir gaz jeti kullanan bir kaplama biriktirme yöntemidir. Altlık ile çarpışma sırasında partiküller plastik deformasyona uğrar ve yüzeye yapışır.
Yüksek kinetik enerji gazı jeti, 50 bar basınca kadar olan azot veya helyum gazının genleşmesi ve aşırı ısınması (1100 °C'ye kadar) ile üretilir. Kaplama malzemesi, gaz genleşme bölümünde püskürtme hüzmesine enjekte edilir. Parçacıkların altlık yüzeyine çarpmadan önce hızlandırılması, kinetik enerjinin bağlanma sırasında plastik deformasyon enerjisine dönüştürülmesine yol açar. Diğer termal sprey tekniklerinin aksine tozlar püskürtme işlemi sırasında erimez.
Soğuk sprey sistemindeki en yaygın bağlanma kuramı, partikül altlık ara yüzünde veya bunun ötesinde meydana gelen kritik hız olarak adlandırılan belirli bir hızda "ısı değişimsiz kesme dengesizliği" ile ilişkilendirilir. Kritik hızda hareket eden küresel bir parçacık, bir altlığa çarptığında, güçlü bir basınç alanı, temas noktasından parçacık ve altlığın içine küresel olarak yayılır. Bu basınç alanının bir sonucu olarak, malzemeyi yanal olarak hızlandıran ve bölgesel kayma gerilmesine neden olan bir kesme yükü üretilir. Kritik koşullarda kayma yükü ısı değişimsiz kesme dengesizliğine yol açar, bu da gerilme ve sıcaklıkta süreksiz bir sıçramaya ve akış gerilmelerinin bozulmasına yol açar. Bu ısı değişimsiz kesme dengesizliği kavramı, malzemenin erime sıcaklığına yakın sıcaklıklarla dışarı doğru akan bir yönde viskoz akış akışına neden olur. Bu malzeme jeti, patlayıcı malzemelerin kaynaklarında da bilinen bir olgudur.
