直流等离子喷枪的研究现状及发展趋势

直流等离子喷枪是等离子喷涂系统中最为核心的部件,决定了粒子的熔融软化沉积效果和涂层性能。总结了阴极、阳极(喷嘴)和气体分配环等关键部件的结构特征对等离子射流的影响。进一步介绍了直流等离子喷枪的结构优化发展,重点从等离子体射流稳定性和涂层沉积效率提升等角度进行阐述,介绍了级联等离子喷枪对射流稳定性的优化,以及送粉方式对涂层沉积效率的提升,并展望了未来的发展趋势。

拉长电弧的等离子喷枪设计与弧压测试

针对在普通等离子喷涂的生产中,喷涂的涂层可靠性和重复性差等缺点,设计了拉长电弧的等离子喷枪.该喷枪能够提高电弧电压并减小电弧电压波动.提出了一种拉长电弧的实用喷枪结构,成功地解决了统一水冷的两喷嘴间的绝缘密封及连接问题.对喷枪测试的结果表明,喷枪的电弧电压波动幅值小.对电弧电压波形的傅里叶变换表明,电源引起的波动是这种喷枪电弧电压波动的主要因素,而喷枪电弧阳极斑点游动引起的波动很小.

改进型等离子喷枪的粒子飞行特性

对非转移型等离子喷枪改进设计,并用SprayWatch-2i喷涂粒子速度温度测试仪对喷涂粒子速度进行测试,比较了喷枪改进前后和不同喷嘴对ZrO2粒子速度和温度的影响。研究表明,改进型喷枪使粒子速度明显提高,超过音速;减小喷嘴孔径有助于提高粒子速度;随着粒子速度的提高,粒子加热时间缩短,粒子温度有所降低。

喷涂参数对内送粉等离子喷枪制备YSZ涂层微观结构和性能的影响

为了进一步提高大气等离子喷涂YSZ热障涂层性能并降低其成产成本,开发了内送粉等离子喷枪.本文采用Spray Watch 2i在线监测系统测量了YSZ粉末粒子温度和飞行速度,采用实验室手段表征了涂层的微观结构、结合强度、弯曲性能和抗热震性能.研究结果表明,内送粉方式下喷涂距离对涂层微观结构和性能的影响规律与外送粉相似,而电流和主气流量表现出了独特的作用效果：随电流的增大,涂层综合性能先增加后降低,高电流下制备的涂层结合强度较低;在30～50 L/min范围内,增大主气流量可显著提高涂层结合强度.与外送粉最优参数制备YSZ涂层相比,内送粉时的功率消耗大幅降低,但粒子熔化效果明显增强,相同送粉速率下粉末沉积效率略有增加,涂层热循环寿命有所提高.

对提高等离子喷枪的热焓和热效率因素的分析

一、前言等离子喷枪的热焓是直接影响到喷涂粉末的熔化效果和粉末的沉积效率。喷枪的热效率则是反映等离子电弧对工作气体加热的效果。它们都是衡量等离子喷枪性能的主要指标。因此。

等离子喷枪的注气方式对电弧不稳定性的影响

基于局域热力学平衡假设,建立三维非稳态的磁流体动力学模型,在给定气流量和工作电流的条件下,采用数值模拟方法研究不同注气方式对直流非转移弧等离子喷枪内Ar-H2等离子电弧的波动行为和等离子特性的影响。结果表明,与直流进气相比较,采用旋转方式进气时,喷枪内等离子体流的流线呈现出明显的螺旋状分布,电弧波动信号呈现出更高的平均电压和较高波动频率,电弧附着随时间变化呈现出圆周运动现象;喷枪内等离子体的最大温度出现在阴极尖端附近,采用旋转方式注气时等离子平均最大温度较低,而等离子体的速度沿中心轴方向呈现出先增加后减小的趋势。喷枪出口处等离子体的温度与速度同样显示出波动分布,两种进气方式得到的温度分布基本相似,采用旋转方式注气时等离子平均最大速度分布相对较高。

DVM-TBC热障涂层等离子喷枪关键零部件设计

为设计出稳定性更好、推力更强的航空发动机,热障涂层已成为目前研究的热点,而等离子喷枪的设计与制造是热障涂层研究的重点。在SULZER-METCO-9M设备等离子喷枪的基础上,根据易损件属性,结合现有理论知识和实际需求,对热障涂层等离子喷枪的关键零部件-阳极(喷嘴)、阴极和绝缘体进行设计和制造,以解决进口设备零部件短缺等问题,并逐步实现高端进口设备的国产化替代。

等离子喷枪静态伏安特性、总焓和热效率的研究

介绍了等离子工作气体种类和流量、喷嘴孔径、阴阳极之间的间隙、冷却水流量等因素，对气稳弧变弧长型ＰＱ—１Ｎ和ＰＱ—２Ｎ喷枪静态伏安特性、总焓和热效率的影响。

交叉型转移弧等离子喷枪

交叉型转移弧等离子喷枪，由两个结构相同的枪体组成，两枪体之间呈八字形结构分布，两枪体轴线夹角为10°-170°，主电极通过电缆分别与电源的正负极连接，辅助电极之间通过电缆或机械机构连接在一起形成等电位。每个枪体的主电极和辅助电极之间与高频引弧装置连接，喷枪工作时，在每个枪体的主电极和辅助电极之间形成非转移弧，待两个枪体内的非转移弧稳定后，断开两个辅助电极之间的连接，两个枪体内的非转移弧在工作气体的作用下，拉长并拉出辅助电极，形成起始于一个枪体的主电极，交汇于两枪体的轴线交点处，终止于另一枪体的主电极的转移弧。

直流等离子喷枪等离子弧稳定方面的研究

对传统的单阳极—阴极喷枪、新型的三阴极—单阳极喷枪和三阳极—单阴极喷枪三种不同的方案就等离子弧稳定的基本原理及其工艺特性、易损件的使用寿命以及它们在喷涂各种材料时所能达到沉积效率和喷涂效率进行解析。

空气等离子喷枪破岩试验

文章论述了热力破岩机理、空气等离子发生器——喷嘴结构、工作原理和主要参数的选择以及电源装置。在破岩试验中,测试了这种装置的热效率、温度和喷速,还就热-机联合作用破岩进行了试验。

等离子体喷枪中的射流脉动控制

电弧等离子体喷枪中的射流脉动是影响等离子体喷涂质量的一个非常重要的因素 ,射流脉动很大程度上是由于等离子体喷枪内电弧分流引起的。分析了电弧分流的机理及其对射流脉动的影响。在此基础上 ,设计了一种直流等离子体喷枪 ,采用在阳极和阴极中间设置隔离段的方法来限制电弧的大尺度分流。为了研究电弧分流对射流脉动的影响以及检验新喷枪对射流脉动的抑制作用 ,而建立了专门的试验装置并进行了相关的试验。试验结果表明 ,电弧分流和射流脉动的频谱特性是一致的 ,在使用新等离子体喷枪时 。

等离子体喷枪辐照纺织品后亲水性“即时效应”研究

本文介绍了一种等离子体喷枪。作者使用这种喷枪利用不同气体的常压低温等离子体对几种纺织品材料进行了辐照亲水性实验,发现使用Ar等离子体处理羊毛织物一定时间后的亲水性“即时效应”得到抑制。经过近一年的实验观察,被辐照织物的亲水性仍保持织物刚被辐照几分钟后的亲水性水平,这表明“即时效应”确实得到了有效抑和i制。这种抑制“即时效应”的方法若能获得实际应用,将有助于推广干法处理纺织品的技术,从而能缓解或解决纺织品处理中的水污染问题。

直流非转移弧热等离子体喷枪加热效率分析

利用计算机模拟技术,采用有限容积方法,针对自制的低能耗、高效率内送粉等离子喷涂设备,对喷枪内部影响喷涂热效率的因素进行了分析。研究结果表明通过适当提高进气流量、提高混合气体中的氮气或氢气含量和减少喷枪通道长度,均能提高等离子喷枪热效率。而电流的大小以及喷枪的通道直径对热效率无显著影响。

光谱方法研究大气压氩气等离子体喷枪的放电特性

利用同轴介质阻挡放电喷枪,通过氩气的流动在大气压空气中产生了均匀的等离子体羽。等离子体羽沿气流方向较为均匀,但在喷嘴处为白色且亮度较高,远离喷嘴处为蓝色,亮度较低。研究了等离子体羽长度与外加电压幅值、驱动频率和气体流速的关系,气流小于4L·min-1时等离子羽的长度随气流的增大而增大,而当气流大于4L·min-1时长度随气流的增大而减小。当气流保持恒定时,等离子体羽的长度随外加电压幅值或驱动频率的增大而增大。结合气体放电理论以及分析湍流和平流对放电的影响,对等离子体羽长度随实验参数的变化进行了定性解释。光学方法研究发现在外加电压正半周期等离子羽有一个发光脉冲,而负半周期没有发光信号。同轴介质阻挡放电正半周期有两个发光脉冲,负半周期有一个发光脉冲。通过对该N2现象的分析,为等离子体羽的产生机制提供了一种可能的解释。采集了同轴介质阻挡放电和等离子体羽的发射光谱,研究发现除等离子体羽存在明显的OH和N2的发射谱线外,其发射光谱没有明显差别。利用光学发射谱N+2第一负带系,对等离子体羽转动温度进行了测量,发现转动温度沿远离喷嘴的方向逐渐降低,且转动温度随电压幅值的增大而增大。

氩等离子体喷枪处理苎麻脱胶菌诱变的初步研究与实验中苎麻脱胶液的初步分析(英文)

作者在研究中发现常压等离子体喷枪产生的低温等离子体能够在常温和常压下诱变活体微生物。野生脱胶菌被这种喷枪产生的等离子体处理后用于脱胶在几天内能够产生很好的脱胶效果。在提取脱胶液的菌种时,作者在普通培养基上发现了一种金黄色微生物和一种灰白色微生物,这些菌种至少在形态学上不同于原始出发菌。经初步研究,作者发现这种灰白色菌种比出发菌和金黄色菌种更具脱胶能力。

等离子体喷枪氩等离子体辐照棉织物后亲水性“即时效应”的研究

本文介绍了使用一种等离子体喷枪的常压低温氩等离子体对棉织物进行了辐照亲水性实验,发现使用Ar等离子体处理棉织物一定时间后的亲水性“即时效应”在合适的辐照时间情况下也能得到比较有效的抑制。随着放置时间的延长,在实验中还发现有亲水速率变快的迹象,具体原因还需要以后进行更深入的研究加以确认。这种抑制“即时效应”的方法若能获得实际应用,将有助于推广干法处理纺织品的技术,从而能缓解或解决纺织品处理中的水污染问题。

等离子体喷枪氩等离子体处理苎麻脱胶菌引发诱变的重复性实验(英文)

本文介绍了使用一种等离子体喷枪的常压低温氩等离子体对苎麻脱胶菌物进行了诱变实验,曾发现使用Ar等离子体处理野生的苎麻脱胶菌进行处理后能够有比较快的脱胶速率和较好的脱胶质量,此次脱胶效果好的处理时间为3分钟。2年后作者再次做重复性实验,本次的处理时间分成1分钟、3分钟、5分钟和7分钟四组。结果表明经过处理的脱胶效果确实普遍比未处理的效果要好,因此作者推断等离子体喷枪氩等离子体处理苎麻脱胶菌后可以引发诱变效应。

新型等离子喷枪应用领域拓宽产量增加

苏尔寿-美科公司推出又一款三阴极等离子喷枪TriplesPro-200，这种新型喷枪可在工业领域广泛应用，并可提高产量、降低成本。

自制等离子喷枪冷却系统的设计及测试

等离子喷枪是制备热障涂层中的研究重点。目前关于等离子喷枪的研究多集中于喷嘴(阳极)、阴极,鲜有关于喷枪冷却系统方面的研究;喷枪冷却系统的优劣直接影响喷枪的工作寿命和喷涂过程的稳定性,同时制备热障涂层的质量也与冷却效果紧密相关。本文利用三维模型,详细阐述了自制的喷枪冷却系统通道及工作原理,并对设计进行了理论计算,对自制的喷枪进行点火试验和喷涂测试,结果显示自制的喷枪冷却系统功能良好,喷枪工作稳定,涂层质量较好。