超音速等离子喷涂陶瓷熔滴扁平化形貌的测试方法

摘要

本发明公开了一种超音速等离子喷涂陶瓷熔滴扁平化形貌的测试方法，其特征在于，利用“V”型狭缝法在光滑基体上收集超音速飞行的陶瓷熔滴，并通过高速摄影及双波长辐射强度比值法对熔滴的飞行速度及表面温度进行实时检测；利用三维激光显微镜中作为光源的激光对样品进行逐层扫描和成像，计算机进行图像处理的技术来反推粒子原始直径，定量表征单个熔滴的扁平化行为，本发明可测量大范围温度、速度下粒子的原始直径，获得熔滴的超音速飞行参量。可以对等离子喷涂过程中粒子的扁平率、飞溅形貌进行定量表征，并对超音速等离子射流中熔滴的细化程度进行统计。

主权项

一种超音速等离子喷涂陶瓷熔滴扁平化形貌的测试方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)对原始喷涂粉体进行200目以上、325目以下过筛处理；(2)在抛光后的基体上采用狭缝法收集单个陶瓷熔滴，即在基体前放置“V”型狭缝，喷枪通过可控装置超音速喷出飞行粒子，飞行粒子通过狭缝，以单个形式分散撞击于基体表面，采用测温测速系统在线监测粒子表面温度和飞行速度；(3)将撞击于基体表面的粒子试样置于三维激光显微镜下，先在低倍镜头下拍摄扁平粒子宏观形貌照片，选取待测试的粒子，将其置于视野中心，然后转换至高倍镜头，选择圆形区域覆盖该粒子所占的面积S，利用计算机图像处理软件测量单个粒子扁平后的体积V_p＝V‑S(h_p‑h₀)，其中，V为粒子体积与基体表面体积之和；h_p为粒子所在面的高度，h₀为基体表面高度；利用等体积法原理反推出原始粒子直径d_p＝(6V_p)^1/3π^‑1/3；由于被测粒子扁平化形貌包括盘状未飞溅，网状飞溅，针状飞溅三种状态，故采用对应的三种区域测量方法：对于盘状未飞溅粒子，圆形所覆盖区域即为测试区域；对于网状飞溅粒子，选取中心圆盘区所覆盖区域作为所测区域，测量后再乘以飞溅系数1.2‑1.3来弥补飞溅部分所占体积；对于针状飞溅粒子，将圆形测试区域半径选为与中心盘状区相连针枝的2/5处；(4)利用计算机图像处理软件测量所有粒子扁平后的直径D_p，计算已知原始直径粒子的扁平率ζ＝D_p/d_p；再计算出这些粒子表征飞溅程度的雷诺数Re＝ρvd_p/μ，统计多个扁平粒子，得出扁平率与雷诺数的数量关系曲线；(5)最后，将D_p记录下来，用步骤(4)所得的扁平率与雷诺数间的数量关系曲线得出d_p的9个区间，再将粒子扁平后的直径D_p与上述d_p的9个区间一一对应，统计在不同原始粒径d_p范围的粒子个数，并得出其所占百分比，制作粒径分布图，即可得到细化程度。