電場(chǎng)輔助真空冷噴涂納米顆粒加速特性研究.pdf

1、電場(chǎng)輔助真空冷噴涂技術(shù)是基于真空冷噴涂技術(shù)和電場(chǎng)輔助冷噴涂技術(shù)而提出的一項(xiàng)新的表面工程技術(shù)，旨在解決因基板前弓形激波的影響造成在傳統(tǒng)冷噴涂環(huán)境下納米顆粒難以實(shí)現(xiàn)有效沉積的技術(shù)難題。本文以空氣為載氣、以Cu顆粒為噴涂顆粒，以臨界速度500 m/s為依據(jù)，用數(shù)值分析方法對(duì)影響電場(chǎng)輔助真空冷噴涂納米顆粒撞擊速度的因素進(jìn)行了研究與探索。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　首先研究電場(chǎng)輔助冷噴涂下進(jìn)氣壓力、顆粒粒徑及電場(chǎng)對(duì)顆粒撞擊速度的影響。研究結(jié)果表

2、明，進(jìn)氣壓力過(guò)大或過(guò)小對(duì)于顆粒運(yùn)動(dòng)均不利，針對(duì)特定的噴涂系統(tǒng)需選用最佳進(jìn)氣壓力；電場(chǎng)輔助冷噴涂下噴涂顆粒最佳粒徑范圍為dp≤0.15μm；電場(chǎng)力對(duì)噴管內(nèi)部顆粒運(yùn)動(dòng)無(wú)影響，在射流區(qū)域內(nèi)對(duì)帶電顆粒起到加速作用。
　　然后研究真空冷噴涂時(shí)真空度（環(huán)境壓力）、噴涂距離及粒徑對(duì)顆粒撞擊速度的影響。研究結(jié)果表明，環(huán)境壓力對(duì)顆粒撞擊速度的影響與進(jìn)氣壓力相反；噴涂距離過(guò)小會(huì)引起強(qiáng)烈的板前弓形激波；真空冷噴涂下噴涂顆粒最佳粒徑范圍為0.8μm≤dp

3、≤1μm。
　　最后研究電場(chǎng)輔助真空冷噴涂時(shí)顆粒電荷量、基板電壓、噴涂距離對(duì)顆粒撞擊速度的影響，并進(jìn)一步探討了常溫常壓下以空氣為載氣是否可以實(shí)現(xiàn)納米顆粒有效沉積。結(jié)果表明：通過(guò)提高顆粒電荷量或基板電壓可實(shí)現(xiàn)微米級(jí)以下顆粒（dp≤1μm）有效沉積；噴涂距離對(duì)電場(chǎng)輔助真空冷噴涂的影響規(guī)律與真空冷噴涂相同；常溫常壓下可通過(guò)降低真空度、提高顆粒電荷量或基板電壓實(shí)現(xiàn)納米顆粒有效沉積。
　　以上研究成果表明，本文提出的電場(chǎng)輔助真空冷噴涂