電場輔助真空冷噴涂納米顆粒加速特性研究.pdf

1、電場輔助真空冷噴涂技術是基于真空冷噴涂技術和電場輔助冷噴涂技術而提出的一項新的表面工程技術，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現(xiàn)有效沉積的技術難題。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)值分析方法對影響電場輔助真空冷噴涂納米顆粒撞擊速度的因素進行了研究與探索。主要研究內容如下：
　　首先研究電場輔助冷噴涂下進氣壓力、顆粒粒徑及電場對顆粒撞擊速度的影響。研究結果表

2、明，進氣壓力過大或過小對于顆粒運動均不利，針對特定的噴涂系統(tǒng)需選用最佳進氣壓力；電場輔助冷噴涂下噴涂顆粒最佳粒徑范圍為dp≤0.15μm；電場力對噴管內部顆粒運動無影響，在射流區(qū)域內對帶電顆粒起到加速作用。
　　然后研究真空冷噴涂時真空度（環(huán)境壓力）、噴涂距離及粒徑對顆粒撞擊速度的影響。研究結果表明，環(huán)境壓力對顆粒撞擊速度的影響與進氣壓力相反；噴涂距離過小會引起強烈的板前弓形激波；真空冷噴涂下噴涂顆粒最佳粒徑范圍為0.8μm≤dp

3、≤1μm。
　　最后研究電場輔助真空冷噴涂時顆粒電荷量、基板電壓、噴涂距離對顆粒撞擊速度的影響，并進一步探討了常溫常壓下以空氣為載氣是否可以實現(xiàn)納米顆粒有效沉積。結果表明：通過提高顆粒電荷量或基板電壓可實現(xiàn)微米級以下顆粒（dp≤1μm）有效沉積；噴涂距離對電場輔助真空冷噴涂的影響規(guī)律與真空冷噴涂相同；常溫常壓下可通過降低真空度、提高顆粒電荷量或基板電壓實現(xiàn)納米顆粒有效沉積。
　　以上研究成果表明，本文提出的電場輔助真空冷噴涂