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等离子喷涂陶瓷涂层具有硬度高、化学稳定性强、熔点高等特点,在冲蚀角度小、腐蚀、高温等极端条件下得到广泛应用。但是等离子喷涂陶瓷涂层具有多孔层状特征,使得涂层层间结合强度不高。已有研究表明传统等离子喷涂陶瓷涂层的抗冲蚀性能与涂层层间结合强度呈正比。因此,为了提高涂层的抗冲蚀性能,提高涂层的层间结合强度成为关键。有研究发现在复合材料中加入晶须,采用外加电场方法可以实现晶须的定向分布,提高复合材料的力学性能。 在等离子喷涂氧化铝涂层过程中,晶须的定向分布能够提高涂层层间结合强度,从而提高涂层的抗冲蚀性能。晶须的偏转行为对涂层强化起着至关重要的影响。本文分别采用FLUENT软件和ANSYS软件,模拟了等离子喷涂熔滴碰撞基体后的扁平过程以及熔滴扁平期间晶须在力矩作用下的偏转行为。对熔滴撞击基底后的压力场、速度场和温度场进行了分析。在熔滴碰撞基体后可以观察到熔滴的扁平化过程,大约持续1.5μs,熔滴沿基体表面的最大铺展速度与碰撞速度有关。在力矩从1×10-18N·m变化到3×10-18N·m时,晶须最大偏转角度从23°增长到70°。最后利用等离子喷涂技术在低碳钢基体上制备掺杂SiC晶须的Al2O3涂层,研究了单个扁平粒子中晶须的偏转情况。