冷噴涂中粒子和基板參數(shù)對(duì)噴涂顆粒沉積特性影響的數(shù)值研究.pdf

1、冷噴涂由于其噴涂溫度較低，粒子仍保持固態(tài)特性，可以有效避免熱噴涂過(guò)程中的熱影響，同時(shí)具有很多其他優(yōu)勢(shì)而越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的重視。冷噴涂中粒子與基板的碰撞結(jié)合過(guò)程是冷噴涂技術(shù)中的關(guān)鍵問(wèn)題。粒子與基板的碰撞結(jié)合成功與否直接關(guān)系到噴涂的成敗。結(jié)合強(qiáng)度是判斷涂層質(zhì)量的重要依據(jù)。由于實(shí)際噴涂過(guò)程中，粒子與基板的碰撞過(guò)程中時(shí)間極短，不易觀測(cè)，導(dǎo)致對(duì)噴涂中顆粒與基板結(jié)合過(guò)程的實(shí)驗(yàn)研究難以展開(kāi)，因此，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)冷噴涂的結(jié)合機(jī)理還沒(méi)有統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)。鑒于

2、冷噴涂碰撞結(jié)合過(guò)程的研究對(duì)該領(lǐng)域?qū)W術(shù)上和工業(yè)實(shí)際應(yīng)用上具有重要的意義，而數(shù)值模擬方法由于其方便和一定的可視性，成為了研究冷噴涂粒子和基板碰撞的主要方法。
　　本文主要利用了非線性有限元分析軟件ABAQUS/explicit，模擬計(jì)算了鋁合金粒子和鎂合金基板間的碰撞，分析了粒子或者基板不同預(yù)熱溫度、粒子不同入射速度、粒子形狀(橢球和圓球)、基板表面形狀和粒子大小、不同入射角度對(duì)碰撞過(guò)程的影響，同時(shí)還研究了多粒子撞擊具有微通道有限空間

3、表面時(shí)溫度和速度對(duì)碰撞過(guò)程的影響。
　　模擬結(jié)果表明：粒子或者基板在不同預(yù)熱溫度時(shí)，其變形程度有所不同，表現(xiàn)在粒子的壓縮率、基板上的坑深和最大接觸表面積不同。發(fā)現(xiàn)粒子和基板的預(yù)熱溫度在一定范圍內(nèi)時(shí)，有利于粒子和基板的碰撞結(jié)合；粒子的橢球形狀以及入射角度對(duì)碰撞過(guò)程也有很大影響，當(dāng)粒子沿著其長(zhǎng)軸方向撞擊基板時(shí)，材料的變形程度劇烈，粒子的反彈動(dòng)能也較?。划?dāng)粒子沿著其短軸方向撞擊基板時(shí)，雖然最大接觸表面積增加，但最大相對(duì)表面積減小，粒子反