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¹，白宇¹，王运会²，赵蕾¹，付倩倩¹，王海军³，韩志海¹

1. 西安交通大学金属材料强度国家重点实验室2. 清华大学工程力学系3. 装甲兵工程学院

摘 要：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。

关键词：等离子喷涂;YSZ熔滴;扁平粒子;雷诺数;