冷氣體動(dòng)力噴涂過(guò)程中顆粒的加速性能及沉積機(jī)理分析.pdf

1、冷氣體動(dòng)力噴涂技術(shù)（簡(jiǎn)稱冷噴涂）是一種基于空氣動(dòng)力學(xué)原理的涂層制備技術(shù)。相比于熱噴涂，冷噴涂具有抗氧化、高沉積率、殘余應(yīng)力小等優(yōu)點(diǎn)，得到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注。冷噴涂過(guò)程包含顆粒在噴管流場(chǎng)中的加速過(guò)程以及顆粒在基板上的碰撞沉積過(guò)程，由于其過(guò)程的復(fù)雜性，對(duì)涂層沉積機(jī)理的影響因素很多。因此，分析研究顆粒在噴管流場(chǎng)中的加速性能及顆粒在基板表面的沉積機(jī)理具有重要的意義，能夠?yàn)閷?shí)驗(yàn)研究提供一定的理論依據(jù)。
　　本文首先使用Fluent軟件對(duì)

2、噴管進(jìn)行數(shù)值模擬分析，建立噴管的二維物理模型，分析了噴涂溫度、噴涂壓力對(duì)流場(chǎng)的影響，并考慮了不同的載氣種類、不同的顆粒材料、不同的顆粒粒徑大小及不同的顆粒入射位置對(duì)顆粒加速性能的影響。然后使用有限元分析軟件ANSYS模擬了顆粒在基板上的沉積過(guò)程，分析了不同的顆粒入射速度，不同的入射角度，不同的顆粒粒徑大小，不同的顆粒材料和基板材料對(duì)沉積效果及塑性變形的影響，并進(jìn)行了二次沉積和多顆粒群的沉積機(jī)理分析。得到主要結(jié)論如下：
　?。?）隨

3、著噴涂溫度的提高，流場(chǎng)的速度逐漸增加，而噴涂壓力對(duì)于噴管內(nèi)流場(chǎng)及溫度場(chǎng)的影響較小。
　?。?）He和N2相比較，He作為載氣時(shí)對(duì)顆粒的加速性能更好。粒徑大的金屬和非金屬顆粒不易獲得較大的速度，粒徑小的顆粒由于慣性小容易被加速，但粒徑小到1μm以下時(shí)容易受氣體的影響，運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定。顆粒的材料無(wú)論金屬還是非金屬，密度較小更容易獲得較大的速度。
　?。?）顆粒在噴管入口的入射位置對(duì)速度大小影響較小，僅對(duì)顆粒碰撞基板時(shí)的角度有影響。顆