为了解决镁合金耐蚀性差，易磨损等问题，本文系统研究了在镁合金表面制备冷喷涂层的技术，设计了一种Al-Si-Fe合金，利用超音速气体雾化装置将该合金制成快凝合金粉末，研究了粉末特征和粒度分布；优化了镁合金表面冷喷涂快凝合金粉末的工艺参数；采用不同的热处理工艺对喷涂试样进行扩散处理，研究了涂层和基体的相互扩散规律；测定了涂层与基体的结合强度；并对冷喷涂层的腐蚀行为进行了系统研究。同时，为了提高喷涂效果，根据流体力学和空气动力学的相关理论设计出超音速喷枪，应用FLUENT软件对喷枪内的气固两相流动过程进行数值模拟，综合喷枪设计理论和粘性附面层理论优化喷枪结构。 研究结果表明，制备的冷喷涂用Al-12Si-3Fe-3Mn-2Ni合金快凝粉末呈球形或类球形，400目以上的粉末占80％，粉末粒度均匀，完全满足冷喷涂对粉末的要求。镁合金表面冷喷涂该合金粉末存在着适宜的工艺参数，合适的喷涂工艺参数为：喷涂气体压力为2.1MPa，喷涂气体温度为550℃，喷涂距离35mm。经热处理后涂层更加致密、均匀，涂层和基体中均发生互扩散，基体向涂层方向的扩散量要大于涂层向基体方向的扩散量；随着温度的提高和时间的延长，基体...
摘要5-6
Abstract6-11
1 绪论11-31
    1.1 镁合金防腐技术研究现状12-16
        1.1.1 化学转化处理12-13
        1.1.2 阳极氧化和等离子微弧阳极氧化13-14
        1.1.3 扩散涂层14
        1.1.4 金属镀层14-15
        1.1.5 激光表面处理15
        1.1.6 离子注入15-16
        1.1.7 其它处理方法16
    1.2 超音速喷涂技术及应用16-20
        1.2.1 超音速喷涂技术发展概况16-18
        1.2.2 超音速喷涂技术原理18-19
        1.2.3 超音速喷涂技术的应用19-20
    1.3 冷喷涂技术的国内外发展现状20-25
        1.3.1 冷喷涂原理20-21
        1.3.2 冷喷涂工艺特点21-22
        1.3.3 冷喷涂涂层的特点及沉积特性22-24
        1.3.4 冷喷涂技术的应用24-25
    1.4 冷喷涂机理研究进展25-30
        1.4.1 冷喷涂涂层沉积机理研究进展25-28
        1.4.2 冷喷涂射流过程数值模拟研究进展28-30
    1.5 本课题的研究意义及内容30-31
        1.5.1 本课题的研究意义30
        1.5.2 本课题的研究内容30-31
2 实验材料及方法31-37
    2.1 实验材料31-32
        2.1.1 制备粉末用原材料31
        2.1.2 基体材料31-32
    2.2 合金熔炼32-33
        2.2.1 中间合金的配制32
        2.2.2 合金的熔炼过程32-33
    2.3 合金粉末的制备33-34
        2.3.1 超音速气体雾化实验装置33
        2.3.2 合金粉末制备过程33-34
    2.4 冷喷涂实验34-35
        2.4.1 冷喷涂设备34
        2.4.2 基体表面预处理34
        2.4.3 冷喷涂工艺参数34-35
    2.5 热扩散实验35
    2.6 组织分析35
    2.7 力学性能测试35
    2.8 腐蚀实验35-37
3 实验结果及分析37-58
    3.1 合金粉末形貌与粒度分布37-39
        3.1.1 合金粉末粒度分布37-38
        3.1.2 合金粉末的形貌特征38-39
    3.2 冷喷涂工艺参数的优化39-41
    3.3 扩散热处理工艺对冷喷涂界面扩散的影响41-48
        3.3.1 热处理对涂层组织形貌及界面的影响41-44
        3.3.2 热处理温度对界面扩散层的影响44-46
        3.3.3 保温时间对界面扩散层的影响46-48
    3.4 热处理对涂层力学性能的影响48
    3.5 冷喷涂层的腐蚀行为48-58
        3.5.1 盐雾腐蚀性能48-50
        3.5.2 电化学腐蚀性能50-52
        3.5.3 腐蚀机制分析52-58
4 超音速喷管的设计58-66
    4.1 引言58
    4.2 超音速喷管气体动力学计算58-60
    4.3 气体热力参数计算60-61
    4.4 设计原则61-62
    4.5 设计过程62-66
5 喷管内超音速气固两相流的数值模拟66-76
    5.1 单相气流数值模拟66-70
        5.1.1 引言66
        5.1.2 物理模型66
        5.1.3 数学模型66-68
        5.1.4 数值计算68
        5.1.5 结果及分析68-70
    5.2 气固两相流数值模拟70-76
        5.2.1 引言70
        5.2.2 物理模型70-71
        5.2.3 数学模型71-73
        5.2.4 数值计算73
        5.2.5 结果及分析73-76
6 喷管的优化设计76-82
    6.1 优化设计76-77
    6.2 模拟结果77-82
        6.2.1 气相模拟结果77-79
        6.2.2 气固两相模拟结果79-82
7 结论82-83

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