腐蝕和磨損是造成材料和零部件失效的主要原因。據(jù)有關資料報介紹，發(fā)達國家每年由腐蝕和磨損所造成的經濟損失約占國民經濟總產值的４％ ～５％，而全世界每年生產的鋼材約有１／１０變成鐵銹。我國每年由腐蝕和磨損所造成的經濟損失已達數(shù)千億元人民幣。材料是人類文明發(fā)展的物資基礎，也是人類文明發(fā)展的重要標尺?，F(xiàn)代工程對材料性能的要求往往是多重性的，有時甚至是矛盾的。許多工程結構部件，既要求很高的強韌性，同時要求具有很高的表面硬度和耐磨性（材料的強韌性和表面硬度是相矛盾的）；既要求很高的高溫強度，又要求具有良好的隔熱性。飛機發(fā)動機燃燒室內壁要求材料具有良好的隔熱性，外壁又要求良好的散熱性，對工程材料的雙重性要求越來越重要。這些材料的特殊性能要求往往是發(fā)生在材料工作的表面。表面工程技術領域最關鍵技術之一———噴涂技術就是在不改變基體材料性能的基礎上，賦予材料或零部件表面特殊功能性能，達到提高綜合性能的目的，是制備復合材料最有效工藝技術之一。

熱噴涂技術的發(fā)展可以分為三個階段：第一階段是簡單的熱噴涂工藝；第二階段是熱噴涂技術；第三階段是形成完整的熱噴涂工業(yè)體系。

（１）第一階段熱噴涂工藝在１９１０年，瑞士工學博士ＭＵＳｃｈｏｏｐ發(fā)明了世界上第一個金屬噴涂裝置———金屬溶液式噴涂。它是將低熔點金屬溶液注入到經過加熱的壓縮空氣氣流中，在壓縮氣流動力的作用下，使金屬溶液霧化并加速噴
射沉積到基體表面上形成涂層。

金屬溶液熱噴涂裝置
１—壓縮氣體２—壓力表３—加熱管４—噴頭５—坩堝６—噴嘴７—抽風管８—工件

這是世界上最早的熱噴涂裝置，雖然裝置龐大、效率低，但包含了熱噴涂技術的基本原理和噴涂過程，開創(chuàng)了熱噴涂技術這一新領域。此后，Ｓｃｈｏｏｐ致力于噴涂裝置的改進，使噴涂材料加熱與霧化破碎同時進行，于１９１２年研制成功線材火焰噴涂槍，使熱噴涂工藝第一次得到實際應用，產生了線材火焰噴涂技術。
１９１３年Ｓｃｈｏｏｐ提出了電弧噴涂槍的設計，并于１９１６年研制成實用型電弧噴涂槍，制備鋼結構長效防腐涂層，將熱噴涂技術真正用于生產實踐。線材火焰噴涂和電弧噴涂作為主要的熱噴涂方法，在２０世紀３０年代得到了發(fā)展。美國Ｍｅｔｃｏ金屬噴涂公司成立后，相繼研究出用空氣渦輪送絲的Ｅ型系列噴槍和用電動機送絲的Ｋ型系列噴涂槍。用于鋼鐵結構件的噴鋅、噴鋁長效防護涂層。英國成功研制出Ｓｃｈｏｅｔ粉末火焰噴槍，爾后Ｍｅｔｃｏ研制出ＭｅｔｃｏＰ型粉末火焰噴涂槍。從此，世界各國各噴涂專業(yè)公司也相應研究開發(fā)了一系列粉末火焰噴涂槍，對熱噴涂技術進行了大量的研究和應用推廣，使得熱噴涂技術有了長足的發(fā)展，并取得很大
的成績。從２０世紀２０～３０年代開始，熱噴涂技術就大量地用于船舶、鋼結構、水閘門等鋼鐵產品的長效防護。美、英、德、法、日等工業(yè)發(fā)達國家都制定了熱噴涂相應的技術標準，許多數(shù)據(jù)都報導了在不同使用環(huán)境條件下，不同涂層材料體系和涂層厚度的防護涂層體系與防護涂層壽命指標的選擇建議。美、英、德等國家從２０世紀５０年代開始，用了１０～２０年的時間大力推廣該項技術。
（２）第二階段熱噴涂技術隨著噴涂技術的發(fā)展，新的涂層材料不斷地出現(xiàn)。２０世紀５０年代初，研制出自熔性合金粉末材料，隨后出現(xiàn)了粉末火焰噴焊技術。自熔性合金粉末材料的研究成功，對熱噴涂技術在工業(yè)領域內的應用起到了有力的推動作用。將熱噴涂技術由原來的表面防護與修復，發(fā)展到機械零部件的表面強化，不僅用于廢舊零件的修復，同時也用于新品零件的預保護強化涂層的制備，開創(chuàng)了熱噴涂技術應用的新領域。
２０世紀５０年代末期，美國聯(lián)合碳化物公司研制成功燃氣重復爆炸噴涂技術，用于制備高質量碳化物涂層和氧化物陶瓷涂層，并首先應用到航空工業(yè)中。
燃氣爆炸噴涂粒子速度高，可制備出十分優(yōu)秀的碳化物金屬陶瓷涂層，但溫度較低，對制備氧化陶瓷涂層依然存在不如人意的地方。隨著航空事業(yè)的發(fā)展，對航空發(fā)動機的性能要求越來越高，發(fā)動機零件不僅要有高溫強度，并且必須具備高溫隔熱的性能，以達到提高有效利用發(fā)動機熱效率的目的。陶瓷熱障涂層是提高航空發(fā)動機熱效率的關鍵技術之一。基本原理是陶瓷具有高的熔點和低的熱導率，同時陶瓷涂層含有一定的孔隙率，能夠將發(fā)動機和燃氣輪機的高溫部件與高溫燃氣隔離開來，因而陶瓷涂層成為很好的高溫隔熱涂層材料。為解決陶瓷涂層的應用，美國Ｐｌａｓｍａｄｙｎｅ公司和Ｍｅｔｃｏ公司相繼成功研究出等離子噴涂設備、工藝成套技術，從此開拓了等離子噴涂應用技術。等離子噴涂技術的應用有效地改變了熱噴涂技術領域的面貌，解決了難熔金屬材料和陶瓷材料的噴涂技術問題，
提高了涂層的結合強度和降低涂層空隙率，大幅度地提高了涂層質量，促進熱噴涂復合材料的迅速發(fā)展，在制備特殊涂層功能方面開辟了新的應用領域，極大地加速了熱噴涂涂層材料的開發(fā)和擴展了涂層技術的應用范圍。到２０世紀６０年代，等離子噴涂技術已在工業(yè)中得到十分廣泛的應用，成功地應用于飛機發(fā)動機零部件熱障涂層的制備，并取得十分顯著的成效。６０年代中期，美國聯(lián)合碳化物公司又研究成功等離子噴焊技術，補充和擴展了熱噴涂技術的內涵。至此，熱噴涂技術已包含了氧乙炔火焰噴涂、噴焊；電弧噴涂；燃氣爆炸噴涂；等離子噴涂、噴焊等工藝技術方法，從設備、工藝、涂層材料到應用形成了較為完整的熱噴涂技術體系。
隨著工業(yè)技術的發(fā)展，人們對高速、高效、高質的不斷追求，對零部件的表面性能要求越來越高，這些都促進了熱噴涂技術的發(fā)展。２０世紀７０～９０年代熱噴涂技術向著高能、高速、高效發(fā)展。美國ｍｅｔｃｏ公司２０世紀７０年代末開始，
逐步研究成功的８０ｋＶＡ高能等離子噴涂成套設備、可控氣氛（低壓或真空）等離子噴涂設備、ＪＰ２６００系列燃氣高速火焰噴涂設備；聯(lián)合碳化物公司成功推出Ｄｇｕｎ噴涂工藝方法；Ｓｔｅｌｌｉｔｅ公司成功推出ＪｅｔＫｏｔｅ系列高速火焰噴涂設備、系列等離子噴焊設備；捷克國家材料保護研究所研制出２００ｋＶＡ水穩(wěn)等離子噴涂成套技術；美國ＴＡＦＡ公司研究推出８８３０、９０００系列電弧噴涂設備和Ｐｌａｚｊｅｔ２５０ｋＶＡ高能高速等離子噴涂設備，ＪＰ５０００、ＪＰ８０００燃油高速火焰噴涂設備；加拿大ＮｏｒｔｈｗｅｓｔＭｅｔｔｅｃｈ公司和美國Ｍｅｔｃｏ公司研究成功ＡｘｉａｌⅢ三電弧軸向送粉等離子噴涂系統(tǒng)，極大地提高噴涂效率和涂層材料的沉積效率；美國ＵｎｉｑｕｅＣｏａｔ公司推出的ＩｎｔｅｌｌｉＪｅｔＳＢ２５０、ＳＢ５００系列高速活性燃氣噴涂（ＨＶＡＦ）設備，噴涂粒子速度可高到達９００ｍ／ｓ；俄羅斯成功推出活性高速電弧噴涂技術；俄羅斯發(fā)明冷氣動力噴涂技術以來，德國林德公司已推出冷氣動力噴涂成套設備技術。
隨著等離子噴涂及技術的應用，等離子電弧的惰性和高溫射流特性提供了更加廣泛的涂層材料和涂層應用機會，極大地豐富了熱噴涂涂層材料（特別是高熔點陶瓷材料）的發(fā)展和涂層質量的提高。可控氣氛等離子噴涂技術可控制噴涂工藝過程中的環(huán)境因素，可得到真空、低壓或惰性氣體等環(huán)境條件，制備的涂層密度超過９８％，涂層含氧量低于４００×１０－６。迄今為止，航空發(fā)動機和燃氣輪機的熱端部件采用熱噴涂技術的零件已達到６０００多個，其關鍵零部件的使用壽命提高３～４倍。如ＪＴ８發(fā)動機采用熱噴涂技術后，其大修期由原來４０００ｈ提高到１６０００ｈ。等離子噴涂電弧溫度高，噴涂碳化物（ＷＣ／Ｃｏ）等材料時，不可避免地使碳化物分解產生脫碳，涂層硬度指標下降，而高速燃氣噴涂技術正好彌補了這一缺陷。高速燃氣噴涂技術，如ＪＰ５０００焰流速度高達２０００ｍ／ｓ，粒子速度高達７００ｍ／ｓ，涂層結合強度≥７０ＭＰａ，ＷＣ／Ｃｏ涂層硬度高達１２００ＨＶ，具有十分優(yōu)異的性能，在許多應用領域已取代或部分取代等離子噴涂涂層。
（３）第三階段熱噴涂工業(yè)體系從Ｓｃｈｏｏｐ發(fā)明的第一個熔液噴涂裝置，到現(xiàn)在的計算機控制的等離子噴涂設備、高速燃氣噴涂設備、冷氣動力噴涂設備、機器手操作的噴涂設備，噴涂設備已具備成套性、系列化、標準化。涂層材料由
金屬絲材到陶瓷棒材，由金屬粉末到金屬陶瓷粉末、陶瓷粉末、塑料粉末，以及它們的復合材料粉末，已形成系列化和標準化。涂層應用領域從簡單的長效防護、廢舊零件的修復，到再制造技術、新品零件的預保護強化，已成為制造技術
領域必不可少的重要工藝技術。涂層質量在線檢測、噴涂熱源溫度場分布、噴涂粒子速度測量、在線診斷技術的應用，極大地提高了涂層制備的穩(wěn)定性和可靠性。涂層技術的應用已滲透到世界各國國民經濟建設的各個領域。僅美國Ｍｅｔｃｏ
公司和ＴＡＦＡ公司，２００１年產值分別達到３２億和３５億美元。國際間的合作與技術交流已逐步形成，１９６５年在英國召開第一屆國際熱噴涂會議，此后每２年舉行一次，２００３年在日本召開了第１８屆國際熱噴涂會議。
我國應用熱噴涂技術始于２０世紀５０年代初，開始制造線材火焰噴槍和粉末氣噴槍，６０年代研制成功封閉式噴嘴固定式電弧噴槍和陶瓷粉末氣噴槍。氧乙炔火焰噴涂用于廢舊零件的修復，線材火焰噴涂技術用于大面積長效防護。１９５年，對淮南電廠從田家庵到蚌埠的２４６座３５ｋＶＡ輸電鐵塔進行噴鋅防護，涂層至今完好，這是國內熱噴涂長效防護工程最典型的應用實例。２０世紀６０年代末期開始研制等離子噴焊技術，同時開始應用粉末火焰噴焊技術。２０世紀７０年代，
等離子噴涂技術和等離子噴焊技術已基本成熟，先后研制出ＤＰ５０、ＧＰ８０、ＨＰ２０００、ＡＰＳ２０００等離子噴涂設備和ＰＨ１００、ＰＨ３００、ＰＨ４００、ＰＨ５００系列等離子噴焊設備。等離子噴焊技術應用于閥門密封面和發(fā)動機進排閥密封面的制造，在全國范圍內已經完全普及，對提高產品質量和制造業(yè)整體技術水平起到積極的推動作用。等離子噴涂技術廣泛地應用于冶金、石化、航空航天、能源等領域，
取得十分顯著的成效。２０世紀９０年代末，成功研制出ＨＴ３２００型燃油高速火焰噴涂設備和高速電弧噴涂設備。２０世紀９０年代前，我國從事熱噴涂技術的單位主要分布在各大專院校、研究院所，承擔噴涂設備、涂層材料、涂層工藝方法的
研究與開發(fā)。經過連續(xù)三個五年計劃的大力推廣，已經形成涂層技術研究、涂層材料生產、涂層應用完整的熱噴涂技術體系，并建立了全國性的熱噴涂技術行業(yè)協(xié)會和熱噴涂標準化技術委員會。各種熱噴涂技術工藝方法廣泛應用產品的制造，解決了眾多產品共性關鍵技術問題，對提高制造業(yè)的整體技術起到了積極的促進作用，并取得十分顯著的經濟效益。