等离子喷涂法制备功能梯度材料（FGM）是材料科学中Zui为关注的研究领域之一。其研究范围主要包括烟气脱硫系统的设计、制备和性能评价。由于等离子火焰温度高，特别适合喷涂难熔金属、陶瓷和复合涂层，为功能梯度材料的发展提供了广阔的空间。目前，电弧喷涂公司，以镍为中间层的金属表面ZrO2涂层已成为等离子喷涂FGMS结构研究的热点，并建立了良好的制备工艺。
在等离子喷涂的其它应用中，熔融粒子的冷却速度可达105-106K/s，可在涂层中形成非晶相结构。大气等离子喷涂（含Si、B、Cr、Ni等）制备的高非晶含量铁基非晶合金涂层具有高密度、低孔隙率、低氧化物含量等特点。涂层的显微硬度在HV0.1700-950之间，结合强度在27兆帕以上。等离子喷涂压电陶瓷涂层用于制作压电元件，无需粘贴，电弧喷涂，特别适用于大面积压电传感器和压电功率元件阵列。在固体氧化物燃料电池（SOFC）的制备中，还研究和报道了大气等离子喷涂技术。
只有在氧气或空气中对涂层进行适当的热处理，电弧喷涂技术，形成致密、均匀、稳定的晶体结构，超音速电话喷涂施工，才能获得超导电性。YBCO涂层的热处理条件为9201h，还原到400后保存1h，高温淬火或淬火Bi2Sr2Cu2Caoy陶瓷时，会产生超导状态。这一特性对等离子喷涂具有特殊意义，因为等离子喷涂可以使涂层材料的冷却速度达到106c/s，只要等离子喷涂条件和工艺参数适当调整，就容易使喷涂的Bi2Sr2Cu2Caoy涂层具有超导性。
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