打底涂層材料應(yīng)具有下述一個(gè)或多個(gè)特性：

1、“自粘結(jié)”效應(yīng)

在熱噴涂火焰高溫?zé)嵩吹淖饔孟隆Ｍ繉硬牧喜煌M分能發(fā)生放熱化學(xué)反應(yīng)，使涂層與基體形成偽冶金結(jié)合。最典型和應(yīng)用最廣的“自粘結(jié)”打底涂層材料是鎳包鋁粉末和鋁包鎳粉末。

涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度主要取決于基體與噴射微粒之間的接觸溫度、微粒的熔融狀態(tài)以及在噴射過(guò)程中施加于微粒的沖擊力。而在工藝制度中，所能考慮的主要因素就是提高接觸溫度。打底涂層材料的放熱特性就是基于這種前提而設(shè)計(jì)的。
一般說(shuō)來(lái)，接觸溫度又取決于形成涂層瞬問(wèn)的基體溫度、微粒溫度及二者的熱物理性質(zhì)。在熱噴涂過(guò)程中，金屬基體不可能預(yù)熱到很高的溫度，原則上不超過(guò)100-200℃，否則其表面將氧化嚴(yán)重，阻礙涂層與基體材料的結(jié)合。依靠熱源提高微粒的溫度，其效果不明顯，因?yàn)槲⒘ｏw行到基體的時(shí)間不過(guò)千分之幾秒，受熱時(shí)間太短。因此，借助于微粒本身產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)貢獻(xiàn)熱最，是最行之有效的途徑。

自粘結(jié)型打底涂層材料有兩種：一種是高熔點(diǎn)金屬，如鎢、鉬等，它們?cè)谌刍癄顟B(tài)下具有很高的熱含量(鎢為29.4kJ/mol,鉬為21kJ/mol)；另一種是具有放熱特性的復(fù)合粉末材料，如Ni-Al粉等。它們?cè)跓釃娡窟^(guò)程中發(fā)生Ni, Al間的放熱反應(yīng)，這種放熱反應(yīng)可在粉末微粒到達(dá)基體表面之后仍然持續(xù)0.003-0.005s，從而使涂層與基體之間產(chǎn)生很強(qiáng)的微冶金結(jié)合。

已知有100多對(duì)元素在它們的相互反應(yīng)中放出大量的熱，其中較理想的是Al與Co、Cr、Mo、W、Nb、Ti之中的一種或多種。而最常用的是Al和Ni或Mo等元素之間的放熱反應(yīng)，如Ni-Al粉末、Ni-Mo-Al粉末。

2、“粗化”效應(yīng)

粘結(jié)底層的表面比噴砂粗化處理的基體表面更不規(guī)則，因而工作涂層能與之形成更強(qiáng)的機(jī)械嵌合。當(dāng)粉末粒子以熔融或半熔融狀態(tài)噴射到基體表面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量的扁平狀蝶形微粒的重復(fù)堆積，形成層狀結(jié)構(gòu)。由于微粒的驟然冷卻、凝結(jié)和收縮的結(jié)果，會(huì)產(chǎn)生宏觀應(yīng)力。而粗糙不平的基體表面的主要作用是抑制和控制這種收縮應(yīng)力。粗糙度增加了涂層結(jié)合的表面面積，并使收縮應(yīng)力局限于局部，從而可增大結(jié)合強(qiáng)度。

因此，在選擇底層粉末時(shí)，粉末的平均粒度可略大于工作面層粉末的平均粒度。

3、“屏蔽”效應(yīng)

打底涂層具有比基體材料更好的抗氧化能力和耐蝕性能，在工作涂層與基體之間起屏蔽作用，能將熱噴涂涂層固有孔隙引起的基體氧化或腐蝕程度降至最低。

4、“緩沖”效應(yīng)

打底涂層的熱膨脹系數(shù)介于基體材料和工作涂層之間，且在機(jī)械及熱負(fù)荷下具有足夠的韌性，能對(duì)因基體與工作涂層熱膨脹系數(shù)不同而產(chǎn)生的應(yīng)力起“緩沖”作用。
在選擇打底層材料時(shí)，自粘結(jié)型材料為首選。自粘結(jié)型材料可以在室溫下與光潔基體表面形成結(jié)合。對(duì)于大多數(shù)基體來(lái)說(shuō)，鎳包鋁是最好的打底材料，它的粘結(jié)性能好。結(jié)合強(qiáng)度高，涂層致密。需要指出的是，鎳包鋁不適合用作銅合金材料的過(guò)渡層。有些材料本身并非自粘結(jié)性的，但可改善涂層系統(tǒng)的粘結(jié)性能。

例如鎳格合金，它不是自枯結(jié)材料，要求表面噴砂處理后才能得到必要的結(jié)合強(qiáng)度，但是這種材料作為底層是很有用的，特別適用于熱障涂層系統(tǒng)作為打底涂層，傳統(tǒng)的打底層材料的適用溫度如下：
1)鎳包鋁(8ONi20A1)：≤650℃。
2)鋁包鎳(95Ni5A1)：≤650℃。

3)鎳鉻合金、鎳鉻鋁(95NiCr、5A1)：≤980℃。

粘結(jié)底層材料(打底材料)有什么要求？

由于陶瓷涂層材料在化學(xué)鍵、晶體結(jié)構(gòu)和熱物理性能等方面與金屬材料有相當(dāng)大的差別，因此，在金屬基體上噴涂陶瓷涂層時(shí)，通常都要先在金屬基體表面噴涂一層粘結(jié)底層。

對(duì)粘結(jié)底層材料有如下的要求。

（1） 能與金屬基體表面形成牢固的結(jié)合，最好是冶金結(jié)合。“自粘結(jié)”復(fù)合粉末，如Ni-AI、NiCr-AI、M(Ni、Co、Fe)CrAIY等，在熱噴涂火焰的高溫下，組分間產(chǎn)生放熱化學(xué)反應(yīng)，生產(chǎn)金屬間化合物，并釋放出大量的熱，對(duì)基體表面薄層補(bǔ)充加熱到熔融狀態(tài)，促使噴射熔粒與基體表面形成微區(qū)冶金結(jié)合。

（2） 能形成致密的抗氧化、耐腐蝕涂層，以防止高溫下氧氣或腐蝕介質(zhì)通過(guò)陶瓷涂層的孔隙侵入，保護(hù)基體金屬不被氧化和腐蝕。

（3） 能形成粗糙的粘結(jié)底層表面，其表面粗糙程度甚至超過(guò)噴砂預(yù)處理的表面粗糙度，以利于提高陶瓷面層涂層與粘結(jié)底層之間的結(jié)合強(qiáng)度 。

（4） 粘結(jié)底層材料的熱物理性能特別是熱膨脹系數(shù)，熱導(dǎo)率等，最好介于基體金屬材料和面層陶瓷涂層之間，以減少熱膨脹的差別和不匹配性，降低涂層內(nèi)的熱應(yīng)力和體積應(yīng)力。