热喷涂技术最早出现在20世纪初，瑞士在1910年发明制造出了世界上首个金属溶液式喷涂装置，这种装置是将较低熔点的金属熔体加入经过加热的压缩空气气流中，通过压缩空气的气流作用，金属熔体溶液被雾化并被加速喷溅沉积于金属基体的表面上而形成一层性能优良的涂层，使基体的性能得到了提升。20世纪50年代，热喷涂技术有了迅速的发展。1953年，联邦德国研制出自熔性合金粉，标志着喷涂材料和涂层性能发展的重大突破。50年代后期，由于航空航天等尖端技术的需要，引发了热喷涂技术的新发展。60～70年代，喷涂材料经历了快速发展，各种自熔合金粉、陶瓷和金属陶瓷粉、复合粉和自黏结复合粉等相继被研制出来，使喷涂材料更加齐备。70年代以后，热喷涂技术更加迅速地向高能、高速、高效的方向发展，新的喷涂工艺和方法、设备、新的喷涂材料和涂层性能不断涌现。90年代中期起，开始形成热喷涂工业的规模和体系。热喷涂蓬勃发展，在工业领域得到广泛应用。

按照喷涂热源性质不同，热喷涂分为3类：

①电弧喷涂，将两根彼此绝缘的喷涂丝材送入雾化气流区，引燃的电弧使丝端部加热熔融并达到过热状态，强烈的压缩空气使熔融的金属喷射、雾化，并以微粒方式高速冲击到经过预先制备的工件表面上，在基体表面形成涂层的一种热喷涂工艺。按照电弧喷涂焰流速度分为常规电弧喷涂、高速电弧喷涂技术。按喷涂气体环境分为低压电弧喷涂、真空电弧喷涂和保护气体电弧喷涂。新的电弧喷涂还包括超声电弧喷涂技术、复合超音速电弧喷涂技术、燃烧电弧喷涂技术、高速脉冲电弧喷涂技术、单丝电弧喷涂技术及等离子转移电弧喷涂等新技术。电弧喷涂涂层具有层状结构、涂层组织结构较为均匀，喷涂金属材料往往存在一定量的氧化物，表面较为粗糙，电弧喷涂涂层结合强度较高、耐磨性较好。电弧喷涂可制备耐磨、抗氧化、隔热、导电等不同功能涂层。

②等离子喷涂，以直流电驱动的等离子电弧为热源，将陶瓷、合金、金属等材料加热到熔融或半熔融状态，并以高速喷向经过预处理工件表面而形成附着牢固的表面涂层方法。根据等离子介质、喷涂环境、电源功率、其他特性等不同，等离子喷涂可分为大气等离子喷涂、气稳等离子喷涂（氮，氦）、水稳等离子喷涂；低压等离子喷涂、超低压等离子喷涂、真空等离子喷涂；常规等离子喷涂（40千瓦）、高能等离子喷涂（80～120千瓦）、超高能等离子喷涂（大于200千瓦）；直流等离子喷涂、脉冲等离子喷涂、超音频脉冲等离子喷涂、射频等离子喷涂、高频感应等离子喷涂、反应等离子喷涂、微束等离子喷涂、层流等离子喷涂、电磁加速等离子喷涂、激光辅助等离子喷涂、三阳极等离子喷涂、三阴极轴向送粉等离子喷涂系等。其中大气等离子应用最为广泛，最为成熟，其喷涂涂层呈典型的层状结构，层与层间有较多孔隙和裂纹，孔隙大都平行于基体，喷涂金属材料较易产生氧化物夹杂。等离子喷涂可制备性能良好的耐磨、抗氧化、隔热、导电、绝缘等不同功能涂层，是热喷涂技术中应用最为广泛的技术之一，已在航空航天（热障涂层、环境障碍、封严涂层、可磨耗、防钛火等）、生物（生物陶瓷、生物活性涂层、生物惰性涂层等）、汽车（耐磨、高温电绝缘）、船舶（耐腐蚀、抗高温腐蚀）等领域得到成熟工业应用。

③火焰喷涂，以气体火焰为热源，按火焰喷射速度分为火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂三种。超音速火焰喷涂（HVOF）以氧气和燃料燃烧时火焰作热源、以粉体作喷涂材料，利用高速火焰使喷涂粉末熔化加速，以更高的动能撞击基体表面，形成致密、高结合强度的一种涂层制备技术。超音速喷涂与常规火焰喷涂不同的是超音速火焰喷涂采用特殊设计的燃烧室和喷嘴，驱动大流量的燃料并用高压氧气或者空气助燃，从而获得极高速度的燃烧焰流。超音速火焰喷涂包括超音速氧气火焰喷涂（HVOF）和超音速空气火焰喷涂（HVAF）两种。HVOF燃料一般为乙炔，也包括气态的丙烷、氢气、煤气等，液态的包括煤油、汽油和乙醇等。HVOF涂层微观组织与大气等离子涂层相似，即带有孔隙的层状结构，但HVOF涂层结构更精细、晶粒显微组织更均匀、孔隙率更小。涂层性能较等离子喷涂涂层表面更加光滑、结合强度高，可大于70兆帕、孔隙率可低到1%以下。爆炸喷涂利用氧和可燃性气体的混合气，经电火花点燃，在喷枪中形成爆炸高温，加热喷涂材料，并利用爆炸波产生的高压使喷涂材料高速喷向基体表面而形成涂层的一种制备工艺。爆炸喷涂颗粒速度大，可达700米/秒以上，并产生冲击波，它使涂层更加致密、气孔率更低，而且冲击波的作用有利于残余应力的释放从而得到冶金结合层，同时涂层为微晶、纳米晶组织结构，对工件热损伤小。爆炸喷涂用在工件外表面的耐磨、防腐涂层制备方面具有优势，涂层性能极佳。但爆炸喷涂技术也存在稳定性差、喷涂效率低、喷涂成本高、噪声大等问题。

电弧喷涂能源利用率高、喷涂成本低，设备造价低、使用维修方便、现场施工方便，相比较其他热喷涂工艺，电弧喷涂涂层性能稍低。等离子喷涂可喷涂材料广泛，可制备涂层功能齐全，几乎囊括了所有从低熔点到高熔点材料，该工艺操作方便，但其工艺本身特点决定了涂层存在一定孔隙率、层片状结构和结合方式为机械结合为主。低压和真空等离子喷涂技术相比大气等离子喷涂，具有不同于大气等离子喷涂层片状结构，低压和真空等离子喷涂技术涂层致密，几乎消除了氧化、氮化及其他污染。可制备各种活性金属材料（如Ti、W、Ta、Nb等）和含有活性元素的合金材料（如MCrAlY）涂层等。超音速喷涂喷射粒子速度高，形成涂层致密且结合强度高，更适合耐磨和耐腐蚀涂层。超音速喷涂由于受到氧气一燃气火焰最高温度限制，不适合高熔点的难熔材料。爆炸喷涂反应可形成冶金结合层，制备的涂层强度和塑性、耐磨性和耐蚀性较好。

热喷涂应用如下：电弧喷涂主要成熟应用于修复船舶、国际港口储罐、电力工程铁塔等磨损工件。等离子喷涂可制备导热、催化、导电、环境障、热障、耐磨等涂层，在喷涂极其难熔的陶瓷粉末和硬质合金粉末，等离子喷涂可很好的解决。航空领域内等离子喷涂陶瓷涂层成熟应用于火焰筒、燃烧室、喷管等部件。低压和真空等离子喷涂在纳米、超导、绝缘、非晶、准晶等涂层制备上具有独特优势，应用较为成熟。超音速火焰喷涂可应用于在石油化工领域的加氢反应器、萃取装置、硫化床、高压裂解容器、重整阀杆等设备的防腐处理；造纸行业中工作辊轮和钢铁冶金领域张力辊等耐磨涂层；航空飞机起落架动作筒、襟翼滑轨等结构件的耐磨涂层。超音速火焰喷涂使航空、航天、冶金、化工等行业的一些关键零部件使用寿命大幅提高。爆炸喷涂在耐磨涂层和耐腐蚀涂层具有显著的优点，广泛应用到飞行器零部件上，如高低压压气机叶片、涡轮叶片、轮壳封严槽、齿轮轴、火焰筒外壁、衬套副翼、襟翼滑轨、制动装置等以及机械密封件、轴类、辊类、柱棒类、切纸刀片、导卫板等耐磨强化，风机叶轮、汽轮机叶片等耐磨耐冲蚀耐腐蚀强化，过丝轮、导流板、拉丝机滚筒等纺织机械零件表面的耐磨减摩强化等。热喷涂工艺在钢铁、能源、新能源材料、汽车、卷烟机械、矿山机械、纺织机械、航空、航天、核工业、生物医疗、原子能、石油化工、造船、微电子、无线电、复合材料等领域有着广泛的应用。

热喷涂发展趋势：①进一步加强喷涂理论研究，如涂层形成机理、涂层寿命预测；②设备改进、升级、新功能设备研制，如喷枪高速长寿命、等离子喷涂电源逆变化、大功率小型化、轴向送粉技术、多位置与多角度送粉技术、多功能集成技术和实时控制智能化等，探索新工艺；③涂层性能评价与考核技术；④扩展可喷涂涂层材料范围，研发新材料；⑤进一步降低低压和真空喷涂操作室压强，同时扩大低压喷涂容器空间，满足较大零件尺寸喷涂需求；⑥进一步降低喷涂成本；⑦加强工业应用与推广，提高热喷涂技术成熟度。