هدف از پاشش حرارتي HVOF آنست كه انرژي حرارتي و انرژي جنبشي به ميزان زيادي به ذرات پودر منتقل شوند. اين انرژي از تلفيق و احتراق گاز سوختي و اكسيژن حاصل مي¬شود و ذرات پودر را با سرعت زياد به سمت زيرلايه پرتاب مي¬كند و بدين ترتيب پوشش با تراكم، استحكام چسبندگي و سختي زياد بدست مي¬دهد. به منظور بهره¬برداري از فرايند HVOF، به مجموعه¬اي از واحدها و تجهيزات مختلف مي¬باشد كه با تلفيق و يكپارچه نمودن آنها مجموعة پاشش حرارتي HVOF امكان پوشش¬دهي و استفاده صنعتي را مقدور مي¬سازد. در اين اختراع تلاش شد كه بجاي خريد و واردات اين تجهيزات از شركت¬هاي سازنده و يا فروشنده خارجي، كليه اقلام از امكانات داخل كشور طراحي، ساخته و يا تهيه شوند. به منظور تأمين گازهاي اكسيژن و سوخت (پروپان) از منيفولدهاي مناسب جهت سري نمودن سيلندرهاي گاز استفاده شد تا مصرف فلوي زياد گازها (اكسيژن: تقريباً lit/min250 و پروپان: تقريباً lit/min60) تأمين گردد. همچنين خط توليد هواي فشرده مورد نياز در افشانه طي فرايند پاشش، در واحدهاي ماسه¬پاشي و خنك¬كاري برپا شد تا به واسطه تهيه و نصب كمپرسور مناسب و تجهيزات جانبي مورد نياز، هواي خشك و بدون روغن توليد شود. از سوي ديگر، به منظور انجام فرايند پاشش در فضايي مناسب با تهويه مورد نياز با رعايت اصول ايمني و سلامتي، يك كابين فولادي از ديواره¬هاي دوجداره ساخته شد كه فضا شامل محفظه تهويه تر (scrubber) نيز مي¬شود. علاوه بر آن، يك ميز كار فولادي نيز طراحي و ساخته شد تا افشانه HVOF و فيكسچر نمونه¬اي كه بايد پوشش داده شود، بر روي آن نصب شوند. همچنين با طراحي و ساخت و نصب تجهيزات كنترل الكترونيكي و مكانيكي در ميز كار، اهرم¬هاي حركتي افشانه در جهات X و Y براي نمونه¬هاي مسطح و چرخش نمونه¬هاي استوانه¬اي بر روي فيكسچر نيز لحاظ شدند.

با ساخت دستگاه و پوششدهي مركب (كامپوزيتي) با يك روش نسبتا جديد باعث بهبود خواص آلياژهاي تيتانيوم ، آلومينيوم يا منيزيوم به خصوص كاربردهاي دو گانه مقاومت به خوردگي و سد حرارتي مي شود. اين روش الكتروليتي ، غالبا اكسيداسيون ميكرو آرك يا اكسيداسيون الكتروليتي پلاسمايي ناميده مي شود. پوشش هاي اعمال شده روي بعضي از آلياژهاي آلومينيوم، باعث ايجاد خواص مكانيكي و مقاومت به خوردگي بسيار خوبي شده اند و منجر به گسترش اين روش براي كاربردهاي صنعتي مي شوند. اما خواص مكانيكي حاصل در آلياژهاي تيتانيوم با خواص مكانيكي بدست آمده توسط روش هاي مشابه پوشش دهي (مانند آندايزينگ) قابل مقايسه نمي باشند. فرايند اكسيداسيون سطوح فلزاتي نظير آلومينيوم، روشي جهت افزايش سختي، مقاومت به خوردگي و نيز بهبود خواص تريبولوژيكي و مقاومت به سايش قطعات آلومينيومي . يكي از روشهاي اعمال آن با استفاده از محيط پلاسما است. پلاسما يا گاز يونيزه شده به محيطي گفته مي شود كه در آن اتمها و مولكولهاي گاز به اجزاء باردار تشكيل دهنده اتم، الكترون و يون، تجزيه شده و اين ذرات باردار بر يكديگر تاثير مي گذارند. در اين روش محيط پلاسما فقط توسط يك منبع جريان الكتريكي يكسو با ولتاژ قابل تنظيم و الكتروليت خاص ايجاد مي شود.

با توجه به گسترش جوامع و متناسب با آن گسترش آسيب ها و جراحات پزشكي، در سال هاي اخير، كاشت «ايمپلنت ها» در بدن و در نقاط آسيب ديده افزايش يافته است. با اين روش بسياري از اندام هاي انساني قابليت ترميم پيدا كرده اند و درجه سلامت جوامع گسترش يافته است. ايمپلنت هاي مورد استفاده در بدن نبايد سبب تشكيل لخته خون شوند همچنين بافت هاي سلولي نبايد به اين مواد مقاومت نشان دهند. در حال حاضر ايمپلنت هاي مورد استفاده در جراحي ها عمدتا يا خود از تركيباتي تشكيل شده اند كه بتوانند پاسخگوي اين نيازها باشند يا از طريق ايجاد پوشش هاي لازم قابليت كاشت در بدن را پيدا كرده اند. به دليل مزايايي كه روش سل ژل دارد، اين روش به يكي از روش هاي متداول براي توليد سراميك ها تبديل شده است و در سال هاي اخير به طور گسترده مورد مطالعه قرار گرفته است. هدف از اين اختراع توليد شيشه سراميك بيواكتيو CaO-SiO2-P2O5-ZrO2 خالص به وسيله روش سل - ژل گسترش و ارائه روشي جديد براي توليد شيشه - سراميك هاي بيواكتيو است كه مي تواند به صورتي گسترده در صنايع پزشكي و توليد اميپلنت هاي پزشكي مورد استفاده قرار بگيرد. همچنين با استفاده از تركيب توليد شده در اين اختراع مي توان يك لايه محافظ خوردگي براي زير لايه هاي فلزي توليد كرد. با اعمال تركيب شيشه - سراميك موضوع اين اختراع 36CaO-(50 to 60)Sio2-4P2O5-(0) to 10)Zro2 (درصد اتمي) بر روي زير لايه هاي فلزي مي توان از خوردگي اين آليازها جلوگيري كرده و همچنين به زير لايه خواص بيواكتيو بخشيد. همچنين با كمك اين تركيب سرعت جوانه زني استخوان بر روي ايمپلنت افزايش يافته و به كمتر از 1 روز مي رسد. با روش به كار رفته در اين اختراع مي توان به راحتي ، در دماي كم و به سرعت به توليد يك شيشه - سراميك بيواكتيو پرداخت.

در چند سال اخير استفاده از منيزيم و آلياژهاي ان در صنايعي از قبيل اتومبيل سازي و هوافضا به خاطر خحصوصيات خوب اين آلياژ ها از قبيل دانسيته كم و نسبت استحكام به وزن بالا رو به افزايش است. با وجود اين به خاطر مقاومت به خوردگي كم اين آلياژها كاربرد آنها درصنعت تا حدودي محدود شده است. روش پوشش دهي اكسيداسيون مكرو ارك يكي از متداول ترين روش ها براي بهبود مقاومت به خوردگي اين آلياژها است. پوشش هايي كه به اين روش توليد مي شوند چسبندگي خوبي به زمينه دارند ولي متاسفانه متخلخل هستند. در اين اختراع، با افزودن سل آلومينا به داخل الكتروليت پوشش دهي ميزان اين تخلخل ها به حداقل رسانده شده است. پوشش حاصل در اين الكتروليت داراي مقاومت به خوردگي بيشتر سطح يكنواخت تر و عاري از حفره و زبري سطح كمتري است.

منيزيم و آلياژهاي آن به خاطر خصوصياتي از قبيل دانسيته كم و نسبت استحكام به وزن بالا يك از گزينه هاي مناسب براي استفاده در صنايع مهندسي سبك وزن مانند صنايع اتومبيل سازي و هوا فضا است. با وجود اين خصوصيات، اين آلياژها از نظر شيميايي فعال هستند و شديدا مستعد به خوردگي هستند. لذا كاربرد آ«ها در صنايع به خاطر مقاومت به خوردگي كم آنها تا حدودي محدود شده است تاكنون روش هاي متنوعي براي افزايش مقاومت به خوردگي اين آلياژها استفاده شده اند. از اين ميان روش اكسيداسيون ميكرو ارك يك فرايند سطحي نسبتا جديد است كه به خاطر ارزان بودن فرايند و آساني كار يا آن بيشتر مورد توجه قرار گرفته است. پوشش هايي كه به اين روش توليد مي شوند چسبندگي خوبي به زمينه دارند ولي متاسفانه متخلخل هستند. در اين اختراع براي پوشاندن اين حفرات از پوشش سل ژل استفاده شد. پس از اعمال پوشش سل ژل مقاومت به خوردگي نمونه ها افزايش پيدا كرد. بخصوص در مورد نمونه اي كه در دماي بالاري عمليات حرارتي شده بود به خاطر وجود ترك هاي كمتر و سطح نانو ساختار آن،؛ مقاومت به خوردگي به طور چشمگيري افزايش پيدا كرده است.

پوشش هايي نيتريدي به لحاظ مقاومت به سايش بسيار خوب و پايداري حرارتي و چسبندگي مناسب به فولادها از اهميت ويژه اي برخوردارند. پوشش نيتريد تيتانيوم با سختي بالا بسياري از خواص مناسب پوشش مقاوم به سايش را دارا است. اعمال اين پو.شش با مشكلات تكنولوژيكي زيادي مواجه است. در اين تحقيق با استفاده روش نيتراسيون پلاسمايي كه روشي بسيار ساده بوده و تجهيزات آن در كشور به راحتي قابل حصول است، با استفاده از روش توري فعال كه روشي جديد براي نيتروژن دهي سطح فولادها مي باشد به طور همزمان لايه نيتريد تيتانيوم و لايه نفوذي نيتروژن بر روي فولاد ايجاد مي شود. در اين روش توري با جنس تيتانيوم خالص تجاري بر روي سطح كاتد قرار گرفته و نمونه ها در زير توري بر روي پايه سراميكي عايق قرار مي گيرند و پتانسيل تنها به توري اعمال مي شود. با ايجاد پلاسما بر روي توري اتمهاي تيتانيوم اسپاتر شده و از سطح كنده مي شوند و با نيتروژن اتمي موجود واكنش داده و بعد از رسيدن به سطح قطعه سهمي از آنها تجزيه شده و نيتروژن آنها به درون فولاد نفو.ذ كرده و لايه نفوذي را به وجود مي آورد و سهمي از مولكول هاي تجزيه نشده بر روي سطح تشكيل لايه نيتريد تيتانيوم مي دهند. بعد از اتمام عمليات نيتراسيون و سرد شدن نمونه در خلاء لايه طلايي رنگ كه حاكي از تشكيل لايه نيتريد تيتانيوم است، بر روي نمونه ها مشاهده مي شود.

پوشش هاي نيتريدي به لحاظ مقاومت به سايش بسيار خوب و پايداري حرارتي و چسبندگي مناسب به فولادها از اهميت ويژه اي برخوردارند. نيتريد آلومينيوم داراي خواص سايشي عالي و سختي منحصر به فردي است و امكان اعمال آن با روش هاي CVD به لحاظ پيوندهاي قوي تركيبات آلومينيومي و عدم تشكيل گازهاي با نقطه ذوب پايين وجود ندارد. در روش نيتراسيون پلاسمايي كه روشي ساده با امكانات سهل الوصول است با قرار دادن توري آلومينيومي امكان ايجاد پوشش نيتريد آلومينيوم وجود دارد. به دليل پايين بودن نقطه ذوب آلومينيوم توري مورد استفاده در اين تحقق از ورقي با ضخامت 5mm ساخته شد. براي انجام نيتراسيون به وسيله اين توري نياز به كنترل دقيق ما بر روي توري براي عدم تشكيل نقاط با دماي بالا است. براي يكنواختي دما در طي نيتراسيون پلاسمايي در ابتدا توري با استفاده از هيترهاي حرارتي در محفظه ديواره گرم به دماي 400 درجه رسيده و در حين افزايش دما بر روي توري آلومينيومي پلاسماي آرگون برقرار است. بعد از رسيدن توري به دماي 400 درجه مخلوط هيدروژن و نيتروژن با نسبت 1 به 3 با فشار كلي 500pa وارد محفظه شده و نيتراسيون شروع مي شود. بر اثر اسپاترينگ توري آلومينيوم اتمهاي آلومينيوم از سطح توري كنده شده و بعد از تركيب با نيتروژن اتمي موجود در اتمسفر پلاسما به صورت AIN بر روي نمونه ها رسوب مي كنند. به دليل پايداري نيتريد آلومينيوم در دماي 400 درجه اين تركيب تجزيه نمي شود اما مقداري از نيتروژن اتمي به خاطر شعاع كم خود توانايي نفوذ در قطعه فولادي را داشته و لايه نفوذي را ايجاد مي كند. نتايج حاصل از آزمايش XRD حاكي از تشكيل فاز AIN بر روي سطح نمونه است. سختي سطحي نمونه ها با استفاده از ميكرو سختي سنجي ويكرز 1800 ويكرز بدست آمد.

در اين اختراع محلول پوشش دهي نانو ذرات هگزا فريت باريم به منظور اعمال پوشش هاي فرآيند - سل - ژل هگزا فريت باريم ساخته شده است. ادعا: 1- اعمال پوشش نانو ساختار 2- اعمال پوشش هاي لايه نازك 3- اعمال پوشش همگن و يكنواخت 4- اعمال پوشش بر روي انواع مختلف زير لايه همانند فولاد، شيشه، چوب و ... 5- كاهش درصد ترك پوشش 6- سهولت تشكيل محلول پوشش دهي و اعمال پوشش لايه نازك.