一种孔隙率可控薄膜材料快速生长成形方法及过程模拟
提出采用等离子喷涂技术, 通过改变喷涂参数来生成具有孔隙以及孔隙率可控薄膜的方法. 首先建立了熔融粒子的扁平化模型和扁平粒子堆积模型, 在模型中考虑用涂层内的小缝孔隙和台阶孔隙来模拟喷涂角度对孔隙率的影响. 对孔隙生成的机理以及喷涂角度对孔隙率的影响的模拟和实验研究结果表明: 所提出的方法可以生成孔隙率可控的薄膜, 薄膜层的孔隙率随着喷涂角度的减小而增加. 生成涂层的孔隙率可以达到49%. 当喷涂角度小于30°时, 大量粒子累积的遮蔽效应导致涂层内形成遮蔽孔隙, 使涂层的孔隙率迅速增加; 粉末粒度和粒子速度等参数对孔隙率也有影响. 通过连续改变喷涂角度的方法还可以获得孔隙呈梯度分布的薄膜材料.
作 者： 胡帮友 张海鸥 王桂兰 作者单位： 胡帮友,王桂兰(华中科技大学材料科学与工程学院塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室)张海鸥(华中科技大学机械科学与工程学院,武汉,430074)
刊 名： 中国科学E辑 ISTIC PKU 英文刊名： SCIENCE IN CHINA(SERIES E) 年，卷(期)： 2007 37(11) 分类号： O6 关键词： 等离子喷涂 孔隙率 喷涂角度 孔隙材料 梯度功能材料