摘要:悬浮液等离子体喷涂是一种新的喷涂表面处理技术,这种技术将纳米颗粒在有机溶剂中静置形成稳定的悬浮液,并通过雾化方式将纳米颗粒的悬浮液滴注入到等离子体中,借助于液滴在高温射流中的蒸发、熔化和再凝固,进而得到薄而均匀的纳米涂层.这些涂层材料具有很好的耐磨、耐高温、耐腐蚀性能,被广泛应用于发动机、电站和车辆等的核心部件的生产和制造.纳米颗粒在喷涂过程中经历三个阶段,即纳米颗粒悬浮液入射到等离子体中;溶剂蒸发后释放出纳米颗粒;以及纳米颗粒在等离子体射流中的加速和传热等过程.本文提出了一种纳米颗粒的入射,释放,加速,传热,熔化和蒸发的数值模型.这个模型对流场的纳维-斯托克斯方程进行了求解.等离子体被当成可压,多组分的气体湍流,在求解过程中考虑了非连续效应的影响.液滴和固体颗粒被当成是拉格朗日质点来进行追踪.在追踪颗粒的过程中,考虑了颗粒受到的拖曳力,布朗力和萨夫曼力.本文分析了布朗力对纳米颗粒分布的影响,以及纳米颗粒和微米颗粒不同空间的分布特点,并且给出了颗粒的运动过程图,同时对影响喷涂过程的关键参数进行了研究.