等离子喷涂中雷诺数对熔滴扁平化行为的影响

无机材料学报, 2015, 30(1): 65-70. doi: 10.15541/jim20140212

等离子喷涂中雷诺数对熔滴扁平化行为的影响

陈丹 ^1, , 王玉 ^2, , 白宇 ^3, , 王运会 ^4, , 赵蕾 ^5, , 付倩倩 ^6, , 王海军 ^7, , 韩志海 ^8,

1.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

2.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

3.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

4.清华大学工程力学系,北京,100084

5.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

6.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

7.装甲兵工程学院,北京,100072

8.西安交通大学金属材料强度国家重点实验室,西安,710049

基金项目: National Science Foundation for Post-doctoral Scientists of China (2014T70916) 国家自然科学基金(51202187) 中国博士后科学基金(2014T70916)National Natural Science Foundation of China (51202187)

关键词：等离子喷涂 , YSZ熔滴 , 扁平粒子 , 雷诺数

Effect of Reynolds Number of Molten Particle on Splat Formation in Plasma Spraying

Keywords： plasma spraying , molten YSZ particle , splat , Reynolds number

采用狭缝法收集不同工艺条件(雷诺数)下的氧化钇部分稳定的二氧化锆(YSZ)扁平粒子,采用扫描电子显微镜(SEM)及三维激光显微镜观察形貌,同时采用Fluent流体力学软件模拟不同雷诺数下YSZ熔滴的铺展和凝固过程,研究雷诺数对扁平粒子形貌的影响规律.实验及计算结果表明:当欧氏数大于0.2时,雷诺数对YSZ熔滴的扁平化行为具有重要的影响作用,熔滴飞溅的临界雷诺数为450±20,即当雷诺数小于450±20时,熔滴呈圆盘状且不发生飞溅,反之熔滴发生飞溅.对于粒径相同的YSZ熔滴,超音速等离子喷涂(SAPS)获得的熔滴扁平率约为普通等离子喷涂(APS)工艺的1.3倍.

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