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为了使宇宙飞船进入大气层，对科学家提出了更高的的技术要求。1955年，国外首次成功研制并使用等离子发生机，这一举措成为等离子体在实际工业生产中应用的标志。1979年，真空等离子喷涂(VPS)这一概念最早在第九届国际热喷涂大会中被提出。截止1990年，在全世界大约拥有150套VPS设备[6]。近年来，逐渐发展出现了一些新型的等离子喷涂技术。如超音速等离子喷涂、爆炸喷涂等，这些工艺逐步发展变得成熟。超音速等离子喷涂利用高电压低电流工作模式，使喷涂装置产生超音速等离子射流。相比其他等离子喷涂工艺，超音速等离子喷涂具有很大的优势，射流更加集中，焰流较长，熔融的喷涂粉末速度高，涂层结合强度大，孔隙率低，适用于喷涂常见的高熔点陶瓷材料。86500

在70年代，中国首次引进美国Meteo公司的等离子喷涂设备，开始了国内等离子喷涂工艺的研究与应用的进程。清华大学与其他单位合作研发的QZNI型大功率等离子内孔喷涂枪，性能达到国际水平。这一装置工作方式是高电压内送粉。我国首台VPS设备由广州有色金属研究院研制，机械手则采用Meteo公司的AR-1000；北京航空工艺研究所引进了瑞士PT公司的VPS设备主机，配套设备则是自主研发和完善；1988年，中国机械工程学会表面研究所引进了美国的超音速等离子喷涂设备主机，配套系统则是自主设计[1]。

对于等离子喷涂设备研究，一般从以下几个方面进行：论文网

(1)完善喷涂设备的功能

计算机、传感器和机器人等先进科学技术的发展，带动了等离子喷涂设备功能的的改进与提高。美国Meteo公司于上世纪80年代初，首次将计算机控制系统与等离子喷涂设备相结合。随后，其他国家也展开喷涂设备自动化研发的竞争，喷涂工艺过程慢慢开始具有自动控制、保护和远程遥控操作等人性化功能。瑞士PT公司研发的相关设备，可以保证喷涂期间设备的自动运行；美国MTI公司所研发的等离子喷涂设备，融合了先进的传感技术，可以直接监控等离子焰流温度分布和粉末的熔化状态。

(2)降低喷涂运行的成本

气稳等离子喷涂过程中，需要消耗大量的高纯氢气、氮气和氦气等气体，成本花费较大。水稳等离子喷涂使用水作为工作介质，能够大幅提高陶瓷粉末的沉积效率，比气稳等离子喷涂沉积效率高10倍以上。成本花费则不到气稳等离子喷涂的十分之一，等离子弧温度最高达到30000℃，适用于陶瓷涂层在工业中高效喷涂。采用空气作为喷涂气体也能极大的降低成本，大约为气稳的一半。但这些工艺设备稳弧比较困难，前期设备投资大。

(3)设备性能的改善

经过很多研究与测试，科学工作者发现影响了热效率较大的因素包括阴极形状和冷却方式。因此，喷枪设计的优化对于提高效率有很大的突破。提高热输入功率，能够明显提升射流的温度和速度，使得粉末的熔化程度和运动速度也得以提高，最终提高喷涂质量。为了充分熔化和均匀喷涂涂层粉末，等离子喷涂设备选用微细粉末(5~15μm)的送粉器[7]。