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単一溶射粒子の変形・急冷凝固過程の伝熱モデリングとその場計測

单个喷涂颗粒变形和快速凝固过程的传热建模和原位测量

基本信息

批准号：
06230206
负责人：
吉田豊信
金额：
$ 2.11万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-06230206/
关键词：
単一溶射粒子その場計測二色高温計ハイブリッドプラズマ

项目摘要

100kW級ハイブリッドプラズマ溶射装置に単一容射粒子の変形・凝固挙動を系統的に調べるために開発した計測システムで、粒子の速度、粒径、特に基板衝突解きの表面温度変化を測定する。測定原理は、基板直上と基板表面を視野に入れた2つの光ファイバーにより粒子の放射光を取り込み、基板表面では粒子の温度を測定するため、放射光を2つの波長に分光する。これを光電子増倍管により電気信号に変換・増幅し、最高時間分解能10nsのデジタルオシロスコープにより高速サンプリングを行ない、その強度の時間変化や強度比などから飛行中の粒子の速度及び粒径、変形・凝固過程の粒子の表面温度変化などの粒子パラメータを求める。ハイブリッドプラズマ中の粒径63〜88μmのYSZ(Y_2O_3安定化ZrO_2)粒子の速度分布を調べて、DC電流を200Aから400Aまで変化させた時の平均粒子速度を測定した。RF入力が低い場合はDC入力依存性が大きく25m/sから40m/sと変化した。これに対しRF入力が高い場合はDC電流にほとんど依存せず25m/s前後であった。また基板衝突時の粒子の変形・凝固時間を求め、変形時間は1〜3μs凝固時間は100〜400μsとなっており、変形過程は凝固過程に比べて遙かに短時間で完了していることが言える。2波長(λ_1=500nm,λ_2=700nm)の強度比から求めた温度変化から、凝固過程ではYSZの融点である3000Kでほぼ一定になっており、冷却速度は約10^6K/sであった。凝固時間は従来言われていた値よりも長く、冷却速度も小さいことが分かった。平成7年度は、粒子パラメータの相関関係及び変形・凝固に対する基板の材質や表面形状、基板温度の影響を系統的に調べていく予定である。

100kW class ハイブリッドプラズマ spraying device, single-capacity particle-injection, solidification, and actuator system. We measure the particle speed, particle size, substrate conflict solution and surface temperature change by measuring the thickness of the material. Measurement principle: Directly above the substrate and the field of view on the surface of the substrate, the emitted light from the particles is emitted Measure the temperature of the particles on the surface of the substrate, and measure the wavelength and spectrometry of the emitted light.これをOptoelectronic Multiplier Tube によりElectronic signal conversion and amplification, the highest time resolution 10nsのデジタルオシロスコープによりHIGHWAY サンプリングを行ない,そのIntensity の time change や intensity ratio などからの speed of particles in flight and び particle size, shape and solidification process の surface temperature change などの particles パラメータをめる. YSZ (Y_2O_3 stabilized ZrO_2) particles with a particle size of 63 to 88 μm in the HYDROC The speed distribution is adjusted and the DC current is 200A or 400A and the average particle velocity is measured when the current is changed. In situations where the RF input power is low, the DC input power dependence is large, ranging from 25m/s to 40m/s, and can be changed accordingly. When the RF input force is high, the DC current depends on the 25m/s front and rear. Particle deformation during substrate collision and solidification time are required, deformation time is 1 to 3 μs and solidification time is 100 to 40 0μs となっており, reshaped process and solidification process are shorter than the べてaway かにでfinished していることが语える. Find the intensity ratio of 2 wavelengths (λ_1=500nm, λ_2=700nm) and determine the temperature change and solidification process. The melting point of YSZ is 3000K and the cooling rate is about 10^6K/s. The solidification time is long and the cooling speed is small. In Heisei 7, the relationship between the particle structure and the system's influence on the shape, solidification, substrate material, surface shape, and substrate temperature is determined.