摘要
本研究采用不同粉末粒子Al、Cu、Ni、Mo、A12O3与不同基体材料Al、Cu、Mo、不锈钢（SUS）相组合，通过大量的实验观察，系统研究了不同组合条件下等离子喷涂形成的扁平粒子形态的变化规律，探讨了基体表面预热温度对扁平粒子形态的影响。为了阐明控制粒子形态及在粒子扁平化过程中产生飞溅的主要因素，在基体表面涂敷了具有不同沸点的有机物，探讨了预热温度对在涂敷不同沸点有机物的基体上形成的扁平粒子形态的变化规律。并采用有限差分法对扁平粒子冷却过程中界面的温度分布进行了数值计算分析。粒子形态的观察主要采用电子扫描显微镜。实验结果表明，在不同的粒子材料与基体材料组合下，所得扁平粒子的形态可以分为五大类，即：理想圆盘形（Type－1；残留圆盘形（Type－2）；中心飞溅残留圆盘形（Type－3）；鸭指形（Type－4）；残留圆盘分块形（Type－5）。随着基体表面预热温度提高至200oC以上时，除了中心残留圆盘分块形（Type－5）的扁平粒子的形态不发生明显变化外，其它组合条件下的粒子扁平化过程中的飞溅趋于消失，扁平粒子的形态转变为Type－l类型的理想圆盘形。对基体表面涂敷不同沸点的有机物、研究预热温度达到有机物的沸点的上下时得到的扁平粒子形态的变化规律时发现，基体表面的吸附物对粒子扁平过程中飞溅的产生和扁平粒子的形态影响较大。当基体表面的预热温度在超过有机物的沸点时，扁平粒子的形态均为Type－1类型的理想圆盘形。根据在常温条件下，基体表面的物理吸附特性、基体表面预热温度对扁平粒子形态的影响规律及基体表面涂敷有机物的系统实验结果，首次提出了基体表面吸附的水蒸气是导致粒子扁平化过程中产生飞溅的主要因素，并结合粒子冷却过程中粒子和基体界面处温度变化的数值计算结果，明确了基体表面局部熔化是导致Type－5类型的残留圆盘分块形扁平粒子形成的控制因素。
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