朱建峰
,
郑允宅
,
曹萍丽
,
李强
机械工程材料
doi:10.11973/jxgccl201508022
基于局域热力学平衡假设,建立等离子喷涂射流的三维非稳态湍流模型,运用计算流体力学软件ANSYS CFX模拟了氩/氢等离子喷涂过程中等离子特性分布以及喷枪内部场变化对射流形态的影响,并与高速摄像机的拍摄结果进行了对比.结果表明:模拟得到的射流波动明显,其形态与试验得到的结果吻合较好;喷枪内与射流域等离子体特性分布表现出明显的三维特征,其中速度分布的三维特征较之温度的更加明显;射流射入大气中后,温度和速度均沿轴向衰减,随着射流发展,与冷空气的卷吸作用愈明显,等离子体与冷空气之间能量和动量交换愈剧烈,大约距离喷枪出口27.4 mm处其温度和速度的衰减加剧;射流域速度分布较之温度分布受空气影响更大.
关键词:
等离子喷涂
,
三维模拟
,
非稳态模拟
,
等离子射流
,
等离子体特性
叶向艺
,
郑振环
,
李强
材料科学与工程学报
基于局域热力学平衡假设,建立三维非稳态等离子电弧的湍流模型,应用计算流体力学软件ANSYS CFX模拟了氩/氢等离子喷枪内阳极弧根的再附着过程、电弧与气流的相互作用以及等离子体温度和速度分布.结果表明,在冷气流推动下,阳极弧根向喷嘴下游移动,电弧被拉长,弧电压升高,电场强度增大.当电弧向下游移动到电场强度足够大时,电弧击穿并形成新的弧根.喷枪内电弧波动导致喷枪出口等离子体最大温度和最大速度发生波动,滞后时间为10μs.喷枪内的流动与传热具有明显的三维特征,与温度分布相比,速度分布的三维特征更明显且更向中心处集中.
关键词:
等离子喷涂
,
三维模拟
,
非稳态模拟
,
电弧动力学
,
等离子体特性
陈海峰
,
薛莹洁
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.009
磁控溅射以溅射温度低、沉积速率高的特点而被广泛应用于各种薄膜制造中,如单层或复合薄膜、磁性或超导薄膜以及有一定用途的功能性薄膜等,在科学领域以及工业生产中发挥着不可替代的作用.在介绍磁控溅射原理的基础上,阐述了靶材刻蚀机理,针对传统磁控溅射系统中靶材利用率低、刻蚀形貌不均匀等现状,从改善靶面磁场分布和模拟靶材刻蚀形貌两方面对国内外最新的研究进展进行总结与分析.研究表明,通过改变磁体的空间布置或增加导磁片能有效改善靶面磁场分布,采用适当的运动部件实现磁场和靶材的相对运动能有效扩展靶材的溅射面积,提高靶材利用率.在靶材刻蚀模拟中,通过改变溅射过程中的工艺条件(磁场强度、工作电压等)来研究靶面等离子特性,结果显示靶材刻蚀形貌会随着磁场强度的增加而变窄,靶材刻蚀速率会随工作电压的增大而增大等,这些研究成果对磁控溅射工艺参数的优化具有指导意义.最后,对靶材冷却系统的设计、靶材表面处理等对溅射过程的影响进行了简要展望.
关键词:
磁控溅射
,
靶材刻蚀
,
结构优化
,
计算机模拟
,
等离子体特性
,
靶材冷却
