熱噴涂技術是將熔化（或加熱）的材料噴涂到表面上的涂層工藝。 原料（涂層前體）通過電（等離子或電弧）或化學方式（燃燒火焰）加熱。

與電鍍、物理和化學氣相沉積等其他涂層工藝相比，熱噴涂可以在大面積上以高沉積速率提供厚涂層（厚度范圍約為 20 微米至幾毫米，具體取決于工藝和原料）。 可用于熱噴涂的涂層材料包括金屬、合金、陶瓷、塑料和復合材料。 它們以粉末或線材的形式送入，加熱至熔融或半熔融狀態，并以微米級顆粒的形式向基材加速。 燃燒或電弧放電通常用作熱噴涂的能源。 最終的涂層是由大量噴涂顆粒的積累制成的。 表面可能不會顯著升溫，從而允許涂上易燃物質。

涂層質量通常通過測量其孔隙率、氧化物含量、宏觀和微觀硬度、結合強度和表面粗糙度來評估。 通常，涂層質量隨著粒子速度的增加而增加。

熱噴涂的幾種變體是有區別的：

• 等離子噴涂
• 爆炸噴涂
• 電弧噴涂
• 火焰噴涂
• 高速氧燃料涂層噴涂 (HVOF)
• 高速空氣燃料 (HVAF)
• 溫噴
• 冷噴涂
• 噴涂和融合

在經典（1910 年至 1920 年間開發）但仍廣泛使用的工藝中，例如火焰噴涂和電弧噴涂，粒子速度通常較低（<150 m/s），原材料必須熔化才能沉積。 等離子噴涂發展于 20 世紀 70 年代，使用電弧放電產生的高溫等離子射流，典型溫度 >15,000 K，這使得噴涂難熔材料如氧化物、鉬等成為可能。

典型的熱噴涂系統包括以下部分：

• 噴槍（或噴槍）- 對要沉積的顆粒進行熔化和加速的核心設備
• 進料器 – 用于通過管道向火炬供應粉末、金屬絲或液體。
• 介質供應 - 用于產生火焰或等離子射流的氣體或液體、用于攜帶粉末的氣體等。
• 機器人/人工 – 用于操縱割炬或要涂覆的基材
• 電源——通常是手電筒的獨立電源
• 控制臺 - 集成或單獨用于上述所有內容

爆轟槍由一個長水冷槍管組成，槍管帶有氣體和粉末入口閥。 氧氣和燃料（最常見的是乙炔）與粉末一起被送入槍管。 火花用于點燃氣體混合物，由此產生的爆炸加熱并加速粉末通過槍管達到超音速。 每次引爆后，使用氮氣脈沖清洗槍管。 這個過程每秒重復多次。 熱粉末顆粒撞擊基材時的高動能導致形成非常致密和堅固的涂層。 涂層通過機械結合而粘附，這是由于高速沖擊后包裹在噴涂顆粒周圍的基底變形而產生的。

在等離子噴涂工藝中，待沉積材料（原料）——通常為粉末，有時為液體、懸浮液或金屬絲——被引入等離子射流，從等離子炬射出。 在溫度約為 10,000 K 的射流中，材料被熔化并被推向基板。 在那里，熔化的液滴變平，迅速凝固并形成沉積物。 通常，沉積物會作為涂層附著在基材上； 獨立部件也可以通過移除基板來生產。

有大量的技術參數會影響粒子與等離子射流和基板的相互作用，從而影響沉積物的特性。 這些參數包括原料類型、等離子氣體成分和流速、能量輸入、割炬偏移距離、基板冷卻等。

沉積物由大量薄餅狀“薄片”組成，稱為薄片，由液滴壓扁形成。 由于原料粉末的尺寸通常從微米到 100 微米以上，薄片的厚度在微米范圍內，橫向尺寸從幾微米到幾百微米。 在這些薄片之間，存在小空隙，例如孔隙、裂縫和不完全結合的區域。