単一溶射粒子の変形・急冷凝固過程のその場計測

单喷射颗粒变形及快速凝固过程的原位测量

基本信息

批准号：
07219206
负责人：
吉田豊信
金额：
$ 1.6万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1995
资助国家：
日本
起止时间：
1995 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07219206/
关键词：
ハイブリッドプラズマ単一溶射粒子その場計測減圧溶射

项目摘要

100kW級ハイブリッドプラズマ溶射装置における単一溶射粒子の速度、粒径、及び基板衝突時の変形・急冷凝固過程をその場計測するために計測システムを開発した。2本の光ファイバーを用いてプラズマ中の溶融粒子が発する放射光を取り込み、電気信号に変換した後デジタルオシロスコープによりサンプリングを行なう。粒子速度、粒径は基板直上に設置した光ファイバーからの放射光の時間変化より算出し、温度は基板を視野に入れて設置した光ファイバーからの放射光を分光し強度の比より求める。減圧溶射時の粒子速度の計測を行なったところ、同一条件のもとで大気圧時の平均粒子速度が28m/sであるのに対し、250Torrでは100m/sと約4倍に増大するという結果が得られた。更に高周波入力をパラメータとして大気圧溶射における粒子速度及び凝固時間の計測を行なった結果、粒子速度に関しては高周波入力によらず平均40±5m/s程度であった。このことから本研究で用いるハイブリッドプラズマ溶射の場合、粒子速度は直流ジェットによって支配されるといえる。凝固時間に関しては、各々の条件において凝固過程を示さない粒子から約400μsに到る粒子まで存在し、その凝固時間は幅広く分布していることが判明した。しかしながら本研究により、分布が存在する溶射粒子の挙動を統計処理することが可能となったといえる。

开发了一种测量系统，用于原位测量 100kW 级混合等离子喷涂系统中单个喷涂颗粒的速度和粒径，以及与基材碰撞时的变形和快速凝固过程。使用两根光纤捕获等离子体中熔融粒子发出的同步辐射，将其转换为电信号，然后使用数字示波器进行采样。颗粒速度和颗粒尺寸是根据直接安装在基板上方的光纤发射的光的时间变化来计算的，温度是根据安装在基板上的光纤发射的光的强度之比确定的。看法。当我们测量真空喷涂过程中的颗粒速度时，我们发现，在相同条件下，大气压下的平均颗粒速度为 28 m/s，但在 250 Torr 下，颗粒速度增加了约四倍，达到 100 m/s。此外，我们使用高频输入作为参数测量了大气压喷涂过程中的颗粒速度和凝固时间。结果，无论高频输入如何，颗粒速度平均约为 40±5 m/s。由此可以说，在本研究中使用的混合等离子喷涂的情况下，粒子速度由直流射流主导。关于凝结时间，发现在每种条件下，都有未表现出凝结过程的颗粒至表现出约400μs凝结过程的颗粒，并且凝结时间分布广泛。然而，这项研究使得统计处理具有分布的热喷涂颗粒的行为成为可能。