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喷枪阳极结构对等离子射流及粒子行为的影响
文献摘要：
喷枪阳极是等离子喷涂系统中的关键部件之一,其通过电弧的运动行为直接影响等离子射流流动及粒子的加热加速历程,最终决定了涂层的综合性能.为了深入理解大气条件下锥形Laval和标准圆柱形阳极喷嘴制备涂层性能之间存在较大差异的原因,在前期制备涂层工作的基础上继续开展相关的数值模拟工作.基于计算流体动力学理论针对等离子喷涂过程建立包括喷枪内外区域的数学物理模型,系统探究两种阳极产生等离子电弧、射流特征及喷涂粒子的飞行行为.结果表明:在相同的喷涂条件下,锥形La-val阳极内产生的等离子电弧电压低、消耗电功率小,大电流密度区和等离子速度明显较标准圆柱形阳极的小;在喷嘴出口处,标准圆柱形阳极具有更高的等离子射流温度和速度,但锥形Laval阳极的等离子射流在喷枪外具有较小的衰减速率和较大的空间尺寸;在相同喷距位置,锥形Laval阳极的喷涂粒子速度要比标准圆柱形的小得多,但相应的升温和降温速率却更大,熔化也更充分.因此,标准圆柱形阳极适合制备致密且结合强度高的涂层,而锥形Laval阳极则更适合用于制备高沉积效率的多孔涂层.
文献关键词：
数值模拟;等离子喷涂;阳极结构;等离子射流;喷涂粒子行为
中图分类号：
作者姓名：
文魁;刘学璋;邵祉谏;刘太楷;宋琛;毛杰;范秀娟;王先彬;邓春明;郭伟科;刘敏
作者机构：
广东省科学院新材料研究所,现代材料表面工程技术国家工程实验室,广东省现代表面工程技术重点实验室,广东 广州 510651;江西科技师范大学 材料与机电学院,江西 南昌 330013;沈阳工业大学 材料科学与工程学院,辽宁 沈阳 110027;广东省科学院智能制造研究所,广东 广州 510070
文献出处：
引用格式：
[1]文魁;刘学璋;邵祉谏;刘太楷;宋琛;毛杰;范秀娟;王先彬;邓春明;郭伟科;刘敏-.喷枪阳极结构对等离子射流及粒子行为的影响)[J].材料研究与应用,2022(01):29-39
A类：
喷涂粒子行为
B类：
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AB值：
0.313701
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