真空冷噴涂氣固兩相流數(shù)值分析.pdf

1、在冷噴涂過程中,顆粒撞擊速度是影響顆粒沉積的關(guān)鍵因素,但受基板前激波影響,傳統(tǒng)冷噴涂(常壓環(huán)境)工藝中亞微米顆粒很難實(shí)現(xiàn)有效沉積或沉積效率很低。針對(duì)這一問題,本文結(jié)合傳統(tǒng)冷噴涂原理及亞微米顆粒在高速氣流中的加速行為,對(duì)真空環(huán)境下影響亞微米顆粒撞擊速度的因素進(jìn)行了探討與研究。具體而言,主要開展了如下研究:
　　采用數(shù)值分析的方法研究了噴涂距離、顆粒直徑及密度等參數(shù)對(duì)常壓環(huán)境下顆粒撞擊速度的影響。結(jié)果表明:以臨界沉積速度500m/s為

2、依據(jù),以Air為加速氣體,在入口壓力、溫度為33.67atm、600K,噴涂距離為25mm的條件下 Cu顆粒最佳尺寸范圍為0.8~15μm。
　　針對(duì)真空環(huán)境下影響亞微米顆粒撞擊速度的環(huán)境壓力(噴涂室內(nèi)壓力)、噴涂距離和溫度等主要參數(shù)展開研究。結(jié)果表明:環(huán)境壓力是決定亞微米顆粒撞擊速度大小的關(guān)鍵因素。在入口壓力、溫度為5atm、600K,噴涂距離為25mm的條件下,環(huán)境壓力由1atm降低到0.1atm的過程中,亞微米顆粒撞擊速度逐

3、步提高,進(jìn)一步降低環(huán)境壓力,亞微米顆粒撞擊速度有小幅度增加。真空環(huán)境(入口壓力、溫度分別為5atm、600K,環(huán)境壓力為0.1atm,噴涂距離為25mm)下0.2~1μm Cu顆粒撞擊速度遠(yuǎn)大于常壓環(huán)境(入口壓力、溫度分別為33.67atm、600K,環(huán)境壓力為1atm,噴涂距離為25mm)下顆粒撞擊速度。增大入口溫度在一定程度上提高亞微米顆粒撞擊速度。真空環(huán)境(入口壓力、溫度分別為5atm、600K,環(huán)境壓力為0.1atm,噴涂距離為