298 / 2020-10-10 20:49:04

PS-PVD边界层内气相单元的输运过程与相态转变

等离子-物理气相沉积,边界层,气相单元输运,相态转变,热障涂层

    在PS-PVD过程中，可通过调节喷涂参数控制材料沉积单元类型，从而制备具有不同微观结构的热障涂层，其中，气相单元沉积形成的柱状结构涂层凭借其良好的热应变容限受到广泛关注。但在高温高速等离子射流到达基体前时，其各项物理特性剧烈变化，从而形成边界层，并伴随气相单元的相态转变，这导致PS-PVD难以实现完全气相沉积。本研究采用蒙特卡罗方法研究了气相单元在不同尺度边界层下的输运过程和相态转变，通过研究基体表面等离子温度与压力分布，研究了气相材料的蒸气压与分压，阐明了气相单元在边界层内的碰撞行为与复杂输运过程，揭示了由过饱和度决定的气相材料凝聚行为。本研究为进一步研究PS-PVD中不同涂层结构的沉积机理提供了理论基础。