Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Mô hình hành vi của các hạt ZrO2 rỗng trong tia plasma với sự chú ý đến sự giãn nở nhiệt
Tóm tắt
Ảnh hưởng của sự giãn nở của các giọt vi cầu rỗng do sự gia nhiệt trong quá trình chuyển động của chúng trong tia plasma được xem xét thông qua ví dụ về ZrO2. Một mô hình khá đơn giản được đề xuất, trong đó xem xét sự thay đổi kích thước giọt và độ dày vỏ do sự giãn nở nhiệt của khoang khí cũng như sự bốc hơi có thể xảy ra. Các phép tính đã được thực hiện cho phép đánh giá quy mô của sự thay đổi đường kính (10–20 %) và độ dày vỏ (đến 50 %) của các hạt ZrO2 trong điều kiện điển hình của quy trình plasma đối với các vật liệu bột và sản xuất lớp phủ. Ảnh hưởng của hiệu ứng này đến động dynamics gia nhiệt và gia tốc của các hạt được khảo sát, và một phân tích so sánh về hành vi của các hạt rỗng và đặc trong tia plasma được thực hiện.
Từ khóa
Tài liệu tham khảo
N. Markocsan, P. Nylen, J. Wigren, and X.-H. Li, Low thermal conductivity coatings for gas turbine application, J. Therm. Spray Technol., 2007, Vol. 16, No. 4, P. 498–505.
O.P. Solonenko, A.V. Smirnov, and I.P. Gulyaev, Spreading and solidification of hollow molten droplet under its impact onto substrate: computer simulation and experiment, in: Complex Systems: 5th Intern. Workshop on Complex Systems, 25–28 September 2007, Sendai, Japan. AIP Conf. Proc., 2008, Vol. 982, P. 561–568.
O.P. Solonenko, I.P. Gulyaev, and A.V. Smirnov, Plasma processes of obtaining the powders consisting of hollow microspheres, in: Problems and Achievements of Applied Mathematics and Mechanics. Collection of Sci. Works, Nonparel, Novosibirsk, 2010, P. 502–519.
K.S. Ravichandran, K. An, R.E. Dutton, and S.L. Semiatin, Thermal conductivity of plasma-sprayed monolithic and multilayer coatings of alumina and yttria-stabilised zirconia, J. Am. Ceram. Soc., 1999, Vol. 82, No. 3, P. 673–682.
M.R. Dorfman, M. Nonni, J. Mallon, W. Woodard, and P. Meyer, Thermal spray technology growth in gas turbine coatings, in: Proc. Int. Thermal Spray Conf. Osaka, Japan, 2004, DVS-Germany, Dusseldorf, Germany, P. 90–95.
H.B. Guo, S. Kuroda, and H. Murakami, Comparative study on segmented thermal barrier coatings sprayed from different feedstocks, in: Proc. Int. Thermal Spray Conf., Basel, Switzerland, 2005, P. 935–939.
W. Chi, S. Sampath, and H. Wang, Ambient and high-temperature thermal conductivity of thermal sprayed coatings, J. Therm. Spray Technol., 2006, Vol. 15, No. 4, P. 773–778.
O.P. Solonenko, A.A. Mikhalchenko, and E.V. Kartaev, Splat formation under YSZ hollow droplet impact onto substrate, in: Proc. Int. Thermal Spray Conf., Basel, Switzerland, 2005, P. 1410–1415.
I.P. Gulyaev and O.P. Solonenko, Hollow droplets impacting onto a solid surface, Exp. Fluids, 2013, Vol. 54, No. 1, P. 1432-1–1432-12.
B. Kadyrov, Y. Evdokimenko, V. Kisel, and E. Kadyrov, Calculation of the limiting parameters for oxide ceramic particles during HVOF spraying, in: C.C. Berndt and S. Sampath (Eds.), Thermal Spray Industrial Applications, ASM International, Materials Park, 1994, P. 245–250.
S.V. Joshi, Comparison of particle heat-up and acceleration during plasma and high velocity oxy-fuel spraying, Powder Metall. Int., 1992, No. 24, P. 373–378.
T. Dobbins, R. Knight, and M. Mayo, HVOF thermal spray deposited Y2O3-stabilized ZrO2 coatings for thermal barrier applications, J. Therm. Spray Technol., 2003, Vol. 12, No. 2, P. 214–225.
T. Klocker, T.W. Clyne, and M.R. Dorfman, Process modelling to optimize the structure of hollow zirconia particles for use in plasma sprayed thermal barrier coatings, in: Proc. Int. Thermal Spray Conf., Singapore, 2001, P. 149–155.
D. Wroblewski, O. Ghosh, A. Lum, M. VanHout, S.N. Basu, M. Gevelber, and D. Willoughby, Analysis of plasma spray particle state distribution for deposition rate control, in: Proc. Int. Thermal Spray Conf. Maastricht, Netherlands, 2008, P. 826–831.
O.P. Solonenko, I.P. Gulyaev, and A.V. Smirnov, Thermal plasma processes for production of hollow spherical powders: Theory and experiment, J. Therm. Sci. Technol., 2011, Vol. 6, No. 2, P. 219–234.
O.P. Solonenko, I.P. Gulyaev, and A.V. Smirnov, Hollow droplets micro explosive thermal spraying: fundamentals, in: Proc. Int. Thermal Spray Conf. Maastricht, Netherlands, 2008, P. 229–234.
V.V. Kudinov, P.Yu. Pekshev, V.E. Belashchenko, O.P. Solonenko, and V.A. Safiullin, Spraying of Coatings by Plasma, Nauka, Moscow, 1990.
P. Fauchais, Understanding plasma spraying, J. Phys. D: Appl. Phys., 2004, Vol. 37, No. 9, P. R86–R108.
D. Xu, X. Wu, and X. Chen, Motion and heating of non-spherical particles in a plasma jet, Surf. Coat. Technol., 2002, Vol. 171, P. 149–156.
D.J. Carlson and R.F. Hoglund, Particle drag and heat transfer in rocket nozzles, AIAA J., 1964, Vol. 2, No. 11, P. 1980–1984.
W.E. Ranz and W.R. Marshall, Evaporation from drops, Chem. Engng. Prog., 1952, Vol. 48, No. 3, P. 141–146.
O.P. Solonenko, A.P. Alkhimov, V.V. Marusin et al., High-energy Processes of Metals Treatment, Nauka, Novosibirsk, 2000.
A.S. Predvoditelev, E.V. Stupochenko, A.S. Pleshanov et al., Tables of Thermodynamic Functions of Air, Computer Center of the USSR Acad. Sci., Moscow, 1962.
FLUENT 6.3 User’s guide. [Electronic resource].