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基于高速碰撞诱导粉末粒子表面氧化膜破碎的冷喷涂粒子结合原理

冷喷涂,结合机理,氧化膜,破碎

冷喷涂颗粒间结合形成机理对粉末原材料设计、喷涂工艺优化及沉积体组织及性能调控具有重要的指导意义，然而诸如绝热剪切失稳、颗粒碰撞导致界面熔化及颗粒界面射流形成等现有理论均存在与试验观察结果不一致的情况。本研究从形成金属键是金属材料界面形成冶金结合的充分必要条件这一本质出发，提出了冷喷涂中颗粒碰撞诱导表面氧化层破碎，新鲜金属表面接触的冷喷涂粒子间结合形成机理，通过数值模拟首次实现了粒子间界面氧化膜的定量追踪，在此基础上提出了由冶金结合部分与粒子间界面法向应力相互竞争主导的冷喷涂颗粒沉积临界速度的新判据，预测的Cu颗粒临界速度与测试值一致。