Экспериментальные исследования ускорения и нагрева частиц в двухфазных потоках, создаваемых коаксиальными соплами при лазерной наплавке и плазменном напылении тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.02.05, кандидат наук Сергачев Дмитрий Викторович

• Сергачев Дмитрий Викторович
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Сергачев Дмитрий Викторович

Введение

Глава 1. Методы измерения скорости и температуры частиц в

высокотемпературных двухфазных потоках

1. 1 Анализ состояния исследований двухфазных течений в технологиях лазерной наплавки и плазменного напыления

1.1.1 Моделирование движения частицы в воздушном потоке

1.1.2 Исследования двухфазных течений, создаваемых коаксиальными соплами при лазерной наплавке

1.1.3 Исследования двухфазных течений, создаваемых коаксиальными соплами при плазменном напылении

1.2 Методы измерения скорости и температуры частиц в скоростных и высокотемпературных потоках газа

1.2.1 Бесконтактные методы измерения скорости дисперсной фазы в гетерогенном потоке

1.2.2 Бесконтактные методы измерения температуры дисперсной фазы в гетерогенном потоке

1.3 Характеристика экспериментального комплекса для оптической регистрации скорости и температуры частиц в высокотемпературном двухфазном потоке

1.3.1 Описание оптической схемы и принципа работы диагностического комплекса

1.3.2 Анализ погрешности измерений

1.3.3 Калибровка оптических трактов и оценка погрешностей измерений

Выводы по главе

Глава 2. Исследования параметров частиц под воздействием постоянного и импульсного лазерного излучения в газодисперсном потоке, создаваемом коаксиальным соплом

2.1 Влияние лазерного излучения на поведение частиц

2.2 Схема проведения экспериментов

2.3 Постоянный режим излучения

2.4 Импульсный режим излучения

2.5 Сравнение экспериментальных результатов с численной моделью

Выводы по главе

Глава 3. Исследование параметров частиц корунда (А1203) в процессе плазменного напыления порошковых материалов

3.1. Схема проведения экспериментов

3.2. Качественный анализ степени термообработки частиц

3.3. Поведение частиц оксида алюминия в струе напылительного плазмотрона

3.4. Оценка эффективности термической обработки при плазменном напылении

Выводы по главе

Заключение

Список обозначений

Список литературы

Введение

Актуальность темы

Двухфазные течения широко распространены в природе и технике. Особый интерес вызывает поведение частиц конденсированной фазы в газовой среде при наличии концентрированных источников энергии таких, как лазерное излучение и низкотемпературная плазма. Многообразие процессов при этом протекающих и недостаточная их изученность сдерживает систематическое развитие областей техники, где такие источники играют ключевую роль. Одной из главных проблем при нанесении порошковых материалов с использованием лазерных и плазменных источников энергии является управление темпами нагрева и ускорения частиц. Для совершенствования и оптимизации струйных режимов подачи порошка, и получения покрытий с новыми свойствами требуется глубокое понимание процессов и явлений, которые имеют место при воздействии на материалы лазерных и плазменных источников энергии.

Лабораторное моделирование с применением современных средств диагностики и регистрации двухфазных потоков, сопутствующих действию концентрированных источников энергии на конденсированную фазу при ее транспортировке и нанесении, является особенно актуально при получении покрытий или изготовлении изделий из порошка, что является приоритетной задачей в аддитивных лазерных и плазменных технологиях.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экспериментальные исследования ускорения и нагрева частиц в двухфазных потоках, создаваемых коаксиальными соплами при лазерной наплавке и плазменном напылении»

Цель работы

Методами оптической диагностики провести исследования поведения частиц дисперсной фазы в гетерогенных потоках, создаваемых коаксиальными соплами, в условиях воздействия лазерного излучения или низкотемпературной плазмы. Для этого необходимо решить следующие задачи:

- Разработать и собрать диагностический комплекс для регистрации параметров частиц в полете. Провести адаптацию регистрирующей системы к условиям диагностики двухфазных струйных потоков, имеющих место при плазменном напылении и лазерной наплавке.

- Провести анализ погрешности измерений собранного диагностического комплекса, и моделирование термодинамических и кинематических характеристик частиц к-фазы пролетающих через измерительный объем.

- Организовать равномерно распределенную подачу порошка в световое поле СО2-лазерного излучения или плазменной струи.

- Провести измерения скорости и температуры частиц в несущем потоке газа, создаваемого коаксиальным соплом, в условиях действия лазерного излучения.

- Провести измерения скорости и температуры частиц в потоке плазменной струи.

Научная новизна

Новыми научными результатами диссертационной работы являются:

1. Усовершенствование аппаратной схемы диагностики параметров дисперсной фазы применительно к исследованию процессов плазменного напыления и лазерной наплавки, которая основана на использовании времяпролетного метода с двухлучевой лазерной подсветкой и метода трехцветовой пирометрии.

2. Проведение одновременных измерений температуры и скорости частиц порошков Мо, N1, А1, А1203 как в импульсном, так и непрерывном режимах работы С02-лазера, а также регистрация эффектов лазерно-индуцированного ускорения частиц порошка. Произведены оценки и даны объяснения механизмам «медленного» и «быстрого» ускорения частиц за счет испарения материала и возникновения давления отдачи паров с облученной поверхности частиц.

3. Проведение комплексных экспериментальных исследований процессов плазменного напыления, которые включают визуализацию газодисперсных

струй в ламинарном и турбулентном режимах истечения, измерения скорости и температуры напыляемых частиц порошка из металлов и керамики. Анализ эффективности проплавления частиц, зависящего от способа ввода порошка в плазменный поток и положения траекторий частиц относительно оси истекающей из плазмотрона струи.

Научная и практическая ценность работы

В странах Западной Европы используются свыше нескольких тысяч плазменных и лазерных технологических установок для напыления и быстрого прототипирования деталей. Поскольку физика этих процессов ввиду их сложности изучена пока не достаточно полно, оптимизация параметров каждого типа установки осуществляется, в основном, эмпирическим способом. В этой связи возрастает роль лабораторного экспериментального моделирования с диагностикой и визуализацией быстро протекающих процессов.

Построенная автором оптическая диагностика позволила измерить температуру и скорость частиц в световом поле СО2-лазера при коаксиальной лазерной наплавке. Ранее подобные исследования проводились без лазера. Измерения показали, что в световом поле лазера частицы наносимого порошка приобретают дополнительное лазером индуцированное реактивное ускорение. Полученные результаты могут быть использованы для развития новых технологий прототипирования изделий с высоким разрешением, менее 100 мкм.

Комплексные экспериментальные исследования процессов плазменного напыления позволили определить коэффициент проплавления наносимого дисперсного материала и получить покрытия с низкой пористостью, до 1%.

На основе проведенных исследований был разработан плазмотрон с узлом радиально-кольцевого ввода порошка, который позволяет существенно повысить эффективность плазменного напыления. Таким плазмотроном оснащена разработанная в лаборатории №9 ИТПМ СО РАН установка «Термоплазма 5001».

Достоверность научных результатов подтверждена как анализом погрешности используемых методов измерения, так и сравнением с результатами, полученными независимыми методами, а также численным моделированием.

На защиту выносятся следующие полученные результаты и научные положения диссертации.

Модернизация и приборная реализация оптической схемы диагностики ориентированной для исследования особенностей транспорта порошкообразных материалов и количественной оценки степени термической обработки частиц в двухфазных потоках в присутствии концентрированных источников энергии: сопутствующего лазерного излучения и низкотемпературной воздушной плазменной струи.

Результаты измерения кинематических и термодинамических параметров частиц порошков из металлов и керамики: молибдена Мо, никеля N1, алюминия А1, оксида алюминия А1203, с размерами от 28 до 150 мкм, транспортируемых в струйном потоке газа, создаваемого коаксиальными соплами в присутствии излучения С02-лазера до 3 кВт мощности с длиной волны излучения 10,6 мкм, и действующего в непрерывном и импульсном режимах.

Результаты измерения скорости и температуры напыляемого порошка корунда А1203 (размеры частиц 24-40, 40-63, 63-80, 80-100 мкм) в двухфазных потоках, создаваемых плазмотроном мощностью от 35 до 60 кВт, с КПД 55-64% и расходом плазмообразующего воздуха 1.2 г/с, подаваемого через коаксиальное сопло, и отличающиеся тем, что измерения коэффициента проплавления проведены с учетом статистики частиц, интенсивность излучения которых ниже порога чувствительности ФЭУ.

Основные результаты работы опубликованы в российских журналах "Теплофизика и аэромеханика", "Известия вузов: физика", "ДАН: химические технологии", "Известия ТулГУ: технические науки". Основные результаты диссертационной работы докладывались на российских и международных

конференциях. В том числе на международных конференциях ЬАМЕ-2014 (Германия, Фюрт, 2014), ЕБЯЕ (Томск, 2014), 13 азиатском симпозиуме по визуализации А8У13 (Новосибирск, 2015). Так же результаты были доложены на X всероссийской конференции молодых ученых, «проблемы механики: теория, эксперимент и новые технологии» (Новосибирск, 2014), на V, VI всероссийских конференциях «Взаимодействие высококонцентрированных потоков энергии с материалами в перспективных технологиях и медицине» (Новосибирск, 2013 и 2015).

Личный вклад автора составляет более 80% и заключается в участии на всех этапах работы, как при разработке оптического прибора, так и непосредственно в подготовке и проведении экспериментов, где он отвечал за наладку и функционирование оптического диагностического комплекса. Автор самостоятельно проводил обработку и автоматизацию сбора данных и принимал личное участие в решении поставленных задач и интерпретации полученных результатов, а также в написании статей и докладов на конференции.

Структура диссертации состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы.

Глава 1 содержит анализ ранее опубликованных исследований. Рассмотрены как численные, так и экспериментальные работы, в которых изучалось поведение частиц в двухфазных струйных потоках при лазерной наплавке и плазменном напылении. Представлены методы исследования, использованные в предшествующих работах. Особое внимание уделено описанию оптических методов, которые позволяют количественно исследовать поведение частиц в условиях действия высококонцентрированных потоков энергии. Подробно описана выбранная для использования методика, с помощью которой проводились исследования. Дана оценка её работоспособности для решения поставленных задач.

В главе 2 представлены результаты экспериментального исследования поведения частиц в потоках несущего газа, создаваемых коаксиальным соплом, в условиях действия СО2-лазерного излучения. На основании измерений скорости

и температуры частиц, проведена оценка эффективности влияния лазерного излучения на их термодинамические и кинематические характеристики.

Глава 3 заключает в себе результаты исследования поведения частиц в высокотемпературных потоках, создаваемых генератором низкотемпературной плазмы - плазмотроном. Приведены результаты экспериментов, характеризующие эффективные режимы плазменного напыления. Предложены наиболее оптимальные режимы напыления оксида алюминия с пористостью менее 1%. В заключении приведены основные результаты и выводы.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю Ковалеву

О.Б., а также |Михальченко А.А.| и Кузмину В.И. за поддержку и консультации в освоении методов диагностики и помощь при работе на плазменном стенде ИТПМ СО РАН, а также Картаеву Е.В. за консультации при написании программы обработки полученных данных. Автор выражает особую благодарность Грачеву Г.Н. за предоставление СО2- лазерной установки в ИЛФ СО РАН и Пинаеву П. А. за помощь в проведении экспериментов.

Глава 1. Методы измерения скорости и температуры частиц в высокотемпературных двухфазных потоках

1.1 Анализ состояния исследований двухфазных течений в технологиях

лазерной наплавки и плазменного напыления

1.1.1 Моделирование движения частицы в воздушном потоке

Формирование струи порошка при плазменном напылении [1] и лазерной коаксиальной наплавке [2] влияет на её скорость, траекторию и температуру при нанесении покрытия. Скорость и температура частиц в свою очередь влияют на свойства осажденного покрытия [3]. Особенно сложной задачей является нагрев тугоплавких частиц с низким коэффициентом теплопроводности из керамики в плазменной струе. Моделирование позволит оценить, при каких параметрах плазменной струи, какие частиц принципиально возможно термически обработать с помощью промышленного плазмотрона.

Общими вынуждающими факторами движения частиц являются сила тяжести и сила динамического напора транспортирующего газа.

Рассмотрим влияние силы тяжести на ускорение частиц при свободном полете. За 500 мм свободного полета частиц ускорится из состояния покоя до ~ 3 м/с. Характерные скорости частиц от 100 м/с [4] при точечном вводе порошка в плазменную струю до 400 м/с [5] при осесимметричном [6].Сила тяжести также не имеет решающего значения и при лазерной коаксиальной наплавке. Характерные расстояния наплавки от 6 до 18 мм [7]. На таких расстояния за счет силы тяжести частица наберет порядка 0.5 м/с. В зависимости от условий эксперимента и свойств частиц сила тяжести может вносить разный вклад в поведение частиц.

При рассмотрении действия транспортирующего газа ограничимся одномерной задачей и случаем, когда частица ускоряется газом. Уравнение движения частицы в потоке газа [8] без учета силы тяжести записывается следующим образом

mpi£=2 рв sp 1- - (1)

где mp- масса частицы, Sp - площадь миделевого сечения частицы, vp-скорость частицы, v^-скорость газа, С-коэффициент сопротивления, pg- плотность газа, рр-плотность материала частиц. В одномерном случае будем иметь одно уравнение. Векторы заменятся на скаляры. В статье [8] представлен обзор формул коэффициента сопротивления использованных в разных работах для постановки задачи обтекания сферического тела. Выражение

CD = — [l + 0.179 + 0.013Яер1, (2)

Rep

имеет наибольшую область допустимых значений Rep< 1000 [9], Rep = (vg-vp)Dppp/ug, Dp - диаметр частицы, ug - динамическая вязкость газа. Перейдя в подвижную систему координат, привязанную к частице, получим

-mP~d££i = 2 P9Sp ^rel (3)

где vrei = vg-vp. Подставив (2) в (3), разделив переменные и сделав замену переменной vrel=1/y2, найдем общий интеграл уравнения (1)

* + const = in (»-; + f 1-;/2 + э - ^¡Ь tan- (jr^ + д^Д (4)

\ lVrel(4AC-B2) /

где А = 12ugS/(mpDp), B = 120.179Sp (ugPg)1/2/(mpPp1/2), C = 180.013p/(ppDp)), const-постоянная часть при интегрировании. Видно, что из выражения (4) нельзя получить явное решение vrel(t). Однако формула может иметь практическое значение, так как, подставляя начальные и конечные значения скоростей, можно оценить время, за которое частиц ускорилась до конечной скорости. Значения скоростей получаются экспериментально. Зная максимальную скорость частиц в потоке, можно найти время наиболее интенсивного нагрева частицы в предположение, что при торможении частица, движущаяся в струе при лазерной наплавке и плазменном напылении, начинает остывать.

Найдя общий интеграл относительно расстояния, и сравнив полученные результаты с экспериментальными данными, можно проверить применимость модели (1) в одномерном приближении для описания процессов плазменного

напыления и лазерной наплавки. Решая одномерную задачу движения частиц в потоке газа в системе, привязанной к газу, получим уравнение

тг

(^rei - Vg) = -РдSp(^гег)2^. (5)

Общий интеграл этого уравнения также можно найти путем разделения переменных, используя замены уге1=1/у2и Уге1=у2. Его выражение относительно скорости частицы имеет следующий вид

Z + const = —- ln (v- + - J vrei + -) + — , = tan 11 , -+ = I + - ln (vrei +

A V rei A V rei A) A V4A--B2 I £ " Г V4A--B2 / - V rei

\ lvrel(4AC-B2) /

- JVrei + A) - tan-1 + *=) (6)

-V rei -/ -V4A---2 W4A--B2 V4A--B2/ V 7

Подставив выражение (4) в (6) получим

Z +const =- in (Vrei+- Jvrei+A)- -v4A=-2tan-1 (v4A-re-2+vribí)- тt. (7)

Однако если в уравнение (1) CD принять постоянным, то можно построить решение в явном виде

Используются также и другие уравнения для описания движения частиц в потоке газа[41]

РрРр

+ vp = Vg. (9)

18^ dt

Решения уравнения (9) в системах отсчета привязанных к частице

МЯ = раО - е). (10)

Решения (8,10) получены при условии, что в момент времени 1= 0, ур= 0.

Как видно, задача движения частицы в газе имеет явное аналитическое решение только в упрощенных приближениях. Поэтому для изучения поведения частиц в потоке газа проводится, как численное, так и экспериментальное моделирования.

Помимо ускорения частиц в процессах лазерной наплавки и плазменного напыления происходит интенсивный нагрев. При попадании порошка в поле лазерного излучения, он нагревается под действием радиационного механизма [8]

0 1 пп3^ = пВ2

Рр _ иир иир

2^Ыир(Тр - Тд) + ог{тр -

+ АаЬ 1(х, у),

(11)

где

<Нр/с8,

Тр = ^ Ттр,

К.Ттр + (Нр сзТтр Нтр)1ст,

Нр < сзТтр сзТтр — Нр — сзТтр + Нтр, Нр > сзТтр + Нтр

(12)

Нр, Нтр - энтальпия частицы и плавления частицы, - коэффициент абсорбции, ст - теплоемкость порошка в твердом и жидком состояние, /(х,^ -интенсивность лазерного излучения, а - постоянная Стефана-Больцмана, -коэффициент излучательной способности, Яё - теплопроводность, № -безразмерный коэффициент, характеризующий интенсивность теплообмена.

В случае плазменного напыление источниками нагрева частицы могут быть как излучение плазмы, так и конвективный теплообмен с плазмой. Оставив только теплообмен с горячим потоком плазмы можно упростить уравнение (11)

Рр1 пВр = пВ1ЦгNир{Тр - Тд).

(13)

Приняв во внимание только нагрев частицы и её плавления, и введя обобщенную теплоемкость [10]

_ То

Г'тр г ИТ

*Тп г5и1р~птр

(14)

то уравнение (13) можно представить в следующем виде

Орррге йТр _

бй^ ~ + Тр = Тд.

(15)

Решения уравнения (15) в системах отсчета привязанных к частице и газу в простейшем случае, когда Nu=const, Т»Тр, находятся аналогично, как и (10)

Тр(£) = Тд(1 - е^д^^Рр). (16)

Учитывая уравнение (9), и предполагая, что Тг ,Ттр » Т0, где Т0 - начальная температура, можно получить условие, при котором обеспечивается проплавление частицы порошка в струе плазмы [10]

(тд^д) ¿тт > °рттрсеРр (17)

7 Ш.1П

где ¿р - минимальное расстояние, которое пролетит частица до ее расплавления.

В таблице 1 представлены характерные времена нагрева частиц из различных материалов при температуре несущего газа Т^=4600 К.

Таблица 1. Характерные времена нагрева частицы (мс) и расстояния, которое она пролетит до полного расплавления, %.

Материал Время, мс Расстояние /™т, м

ВеО 1,745 0,719

MgO 0,876 0,361

2гВ2 0,681 0,281

НС 0,510 0,210

АЬОз 0,406 0,168

СГ2О3 0,271 0,112

2гО2 0,247 0,102

ТЮ2 0,228 0,094

СгВ2 0,176 0,073

СГ3С2 0,137 0,057

WC 0,127 0,052

Б1О2 0,085 0,035

Т1В2 0,006 0,003

Значения в таблице получены для частиц размером 50 мкм.

Рассмотренные модели частицы в газовом потоке позволили найти подходящую модель для анализа влияния различных факторов и оценки их степени воздействия на частицу. В модели не учитываются межчастичное взаимодействие и влияние стенки, как на газовую компоненту, так и на порошок. Используя уравнение (13) были получены характерные времена нагрева керамических частиц в горячем газе. Решение уравнения (9) позволяет найти характерное расстояние, которое пролетит частица, прежде чем нагреется до

температуры плавления и расплавится. В напылительном плазмотроне характерная длина ядра струи от 20 до 60 мм. Таким образом, из таблицы 1 видно, что частицы Сг3С2 обладают максимальной длиной меньше длины ядра плазменной струи, где температура газа максимальна. Теоретически при данных условиях нельзя нагреть частицы оксида алюминия, так как минимальное расстояние больше длины ядра плазменной струи. Соответственно в работе нужно использовать плазму с более высокой температурой и в ламинарном режиме. В ламинарном режиме истечения плазменной струи из канала плазмотрона длина области ядра струи максимальна.

1.1.2 Исследования двухфазных течений, создаваемых коаксиальными соплами при лазерной наплавке

В параграфе рассмотрены предшествующие исследования поведения частиц и задачи, которые при этом решались авторами. Будут поставлены задачи исследования поведения частиц в газодисперсном потоке, создаваемом коаксиальным соплом, под воздействием постоянного и импульсного излучения.

С тех пор как в 1981 году на заводе Ролс Ройс впервые применили лазерную наплавку, она показала себя достаточно перспективной технологией. И не смотря на долгое существование, технология лазерной наплавки ещё не исчерпала свои возможности. Например, лазерное твердотельное конструирование одно из направлений её развития заслуживает отдельного внимания.

Обзор предшествующих лазерному твердотельному конструированию технологий представлен в работе [11]. Композиция технологических решений из аддитивных технологий послойного лазерного спекания и газопорошковой наплавки [12] позволила создать лазерное твердотельное конструирование. Один из способов это подача порошка через коаксиальное сопло в электромагнитное поле лазерного излучения (рисунок 1). На основе этого решения создаются различные ЗБ-принтеры, позволяющие создать трехмерные объекты. Прототипирование деталей из металлов проводится в инертной среде.

Рис.1. Схема коаксиальной лазерной наплавки [12].

Таким образом, усовершенствование установки с помощью синтеза уже существующих технологических решений позволило создать установку, на которой можно проводить как лазерную наплавку, так и твердотельное конструирование. Однако для дальнейшего исследования и развития этой технологии необходимо применять более детальные методы диагностики.

В настоящее время наиболее детальные исследования лазерной наплавки проводятся с помощью численного моделирования. Прямое осаждение металла обычно включает в себя три процесса: подача лазерного излучения, подача порошка, сканирование лазерного пятна [13]. При моделировании процессов подачи порошка и взаимодействие частиц порошка с лазерным излучением используют однотипные постановки задачи течения гетерогенного потока в сопле сложной формы. Например, в работе [8], используется следующие допущения:

- рассматривается течение вязкого, сжимаемого, теплопроводящего газа

- внутренняя геометрия тройного сопла приближена к реальной форме

- на вход во все каналы сопла подается один и тот же газ аргон с постоянными вязкостью, теплопроводностью и адиабатическим коэффициентом

- частицы однородны по составу и теплофизическим свойствам

- учитывается влияние лазерного излучения С02-лазера. Длина волны излучения 10.6 мкм

- диссипация лазерного и теплового излучения двухфазным потоком не учитывается

- частицы не влияют на распределение плотности газа и распределение мощности в лазерном пучке

- взаимодействие между частицами и стенками сопла сводятся к столкновениям, которые могут быть как упругими, так и не упругими

- содержание частиц считается малым настолько, что их влиянием друг на друга и на поток газа можно пренебречь

Разработанная физическая и математическая модель позволяет описать многослойное течение с газодинамическим транспортом частиц порошка в тройном кольцевом сопле (рисунок 2). Движение несущего и формирующего газа в кольцевом канале описывается уравнениями Навье-Стокса. Термодинамика и транспорт порошка рассчитываются для отдельных частиц с учетом столкновений

фокусирующий газ несущий газ

защитный газ

Рис. 2. Схематичное строение лазерной головки с тройным коаксиальным

соплом [8].

о стенки. Показано, что частицы перегреваются во время полета в поле лазерного излучения до попадания на подложку. Нагрев частицы зависит от ее траектории и соответственно времени нахождения в лазерном пучке, размера и теплофизических свойств. Перегрев частиц приводит к интенсивному кипению и частичному испарению. Полученные результаты были сравнены с экспериментальными данными. Характерные значения скоростей частиц не превышали 4-10 м/с.

Авторами работы [14] проведено численное моделирование процесса нагрева, плавления, испарения частиц при лазерной коаксиальной наплавке с помощью СО2-лазера. Размеры частиц лежали в диапазоне от 20 до 200 мкм, мощность лазера варьировалась от 500 до 3000 Вт, скорость защитного газа варьировалась от 1 до 10 м/с. В работе [14] сделано допущение, что частицы не взаимодействуют между собой, поэтому в уравнение закона сохранения импульсов не учитывался обмен импульсами между частицами. Также не учтено взаимодействие частиц с излучением СО2-лазера. Поэтому в уравнении, описывающем изменение скорости частиц, остались только члены, учитывающие межфазовый (порошок - газ) обмен импульсами в виде силы сопротивления и сила тяжести. Излучение учитывалось только в уравнении закона сохранения энергии, и соответственно в уравнении испарения вещества. В закон сохранения энергии вошли члены, учитывающие конвективный и радиационный нагрев, плавление и испарение, также учтено влияние изменения радиуса частиц. Стоит отметить, что изменение массы в результате испарения учтено и в уравнении, описывающем скорость движения частиц. Было показано, что начальная скорость и размер частиц имеют значительное влияние на температурный профиль потока частиц. Так же было показано, что с ростом интенсивности лазерного излучения с 1500 Вт до 3000 Вт порошок размером 75 мкм испаряется. Конечный размер частиц будет составлять 90.8% и 25.8% соответственно. Авторы работы [14] делают вывод, что значительный потери в массе порождает неопределенность в управление процессом лазерной коаксиальной наплавки и ее качеством. Так же сделано предположение, что уменьшение размера частиц порошка, увеличение

температуры приводит к значительным потерям в массе. Последнее позволяет достигнуть уменьшения дистанции полета частиц. Предлагается выбирать размер порошка так, чтобы предотвратить его перегрев.

В работе [15] построена численная модель для анализа процессов тепло - и масс - переноса частиц, которые движутся в полях сил тяжести, газодинамического давления и лазерного реактивного ускорения в процессе лазерной наплавки. По сравнению характерной постановкой задачи численного моделирования лазерной наплавки введены дополнительные эффекты взаимодействия частиц с лазерным пучком. А именно давление отдачи паров материала частицы при интенсивном испарении лазерным лучом. Описанный механизм приводит к реактивному ускорению частиц. Мощность лазерного излучения составляла 1, 3, 5 кВт. Скорость стальных частиц диаметром 45 мкм достигала значений 80, 220, 280 м/с, соответственно. Это показывает, что нагрев частицы выше температуры кипения приводит к значительному ускорению в поле лазерного излучения.

Как видно из рисунка 3 интенсивность излучения влияет на температуру частиц, от которой зависит давление отдачи паров пропорциональное давлению парам насыщения

PR = 0.54 Paexp(As - BJT). (18)

где Ps(T) = Paexp(As-B/T) - давление насыщенных паров, Pa - атмосферное давление, As = MgLe/RTboii, Bs = MgLe/R, Mg - молекулярный вес пара, Le - удельная теплота испарения, Tboil - точка кипения. Частицы имеют одинаковый размер, отличаются только начальными координатами и направлениями скоростей. Уравнение (18) получено с помощью уравнения Клаузиуса-Клайперона. Для случая, когда Te > Tboil в работе [16] предлагается использовать выражение

pR = 1хКаь Ue/ (19)

где ¡л - интенсивность лазерного излучения, Kab - коэффициент поглощения излучения материалом частиц. В исследовании [15] (19) используется при ¡л > ¡th, где ¡th - пороговое значение интенсивности излучения, возбуждающее реактивное ускорение частиц. Рост давления приводит к ускорению частиц, уменьшению

времени пребывания частиц в поле лазерного излучения. Вследствие чего, увеличение скорости частиц, приводит к уменьшению количества испаренного с поверхности частицы вещества. Поэтому в работе [15] наблюдается незначительное уменьшение частиц в размере, по сравнению с результатами работы [14] (таблица 2).

Таблица 2. Отношение конечного диаметра частицы к начальному D/Dq, %.

Мощность Р, Вт 1500 2000 3000 5000

Без учета реактивного ускорения [15] 90.9 81.3 25.0 -

С учетов реактивного ускорения [14] 99.99 - 99.8 98.8

После появления лазерной наплавки шел процесс ее непрерывного улучшения. Особую роль в этом процессе играет поиск способа и оптимизация подачи материала в виде порошка. Сегодня ввод частиц в лазерный пучок осуществляется с помощью транспортирующего газа, что открывает ряд перспективных направлений развития лазерной наплавки. Использования такого способа инжекции порошковых материалов приводит к усложнению технологии. Решение проблемы доставки порошка в ванну расплава в составе гетерогенного потока является одной из приоритетной задачей для исследований. Важность влияния характера подачи порошка, и движения его частиц до попадания в ванну расплава на подложке при лазерной наплавке и лазерном твердотельном конструировании отмечена исследователями [7, 14, 17, , 18]. Сложность инжекции частиц в зону расплава значительно увеличивается при наплавке смеси порошков [12].

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Сергачев Дмитрий Викторович, 2018 год

Список литературы

1. Liantong An, Yang Gao, Tao Zhang. Effect of powder injection laocation on ceramic coatings properties when using plasma spray // J. of Thermal Spray Technology. 2007. Vol. 16(5-6). P. 967-973.

2. Yang Nan, Dong Hua-jin, Hu Ping. The behavior of powder particles in coaxial laser cladding // Proc. of SPIE. 2010. Vol. 7843, 12 p.

3. Friis M., Persson C., Wigren J. Influence of particle in-flight characteristics on the microstructure of atmospheric plasma sprayed yttria stabilized ZrO2 // Surf. Coat. Technol., 2001, Vol. 141, 115-127.

4. G. Mauer, R. VaBen, S. Zimmermann, T. Biermordt, M. Heinrich, J.-L. Marques, K. Landes, J. Schein. Investigation and Comparison of In-Flight Particle Velocity During the Plasma-Spray Process as Measured by Laser Doppler Anemometry and DPV-2000 // J. of Thermal Spray Technology. 2013. Vol. 22(6). P. 892-900.

5. Mikhal'chenko A.A., Kuz'min V.I., Sergachev D.V., Kartaev E.V., Ivanchik S.N., Ivanchik I.S. The research of dynamics of heating and acceleration Al2O3 particulate material in axisymmetric heterogeneous flow plasmatorch with inter-electrode inserts (IEI) // Thermophysics and Aeromechanics. 2014. Vol. 21(4). P. 515-527.

6. KuzminV.I., Mikhal'chenkoA.A., KovalevO.B., KartaevE.V., RudenskayaN.A. The technique of formation of the axisymmetric heterogeneous flow for thermal spraying of powder materials. J. of Thermal Spray Technology, 2012, v.21, N1, p.159-168.

7. Tan Hua, Zhang Fengying, Wen Rujun, Chen Jing, Huang Weidong. Experiment study of powder flow feed behavior of laser solid forming. J. Optics&LaserinEngineering, V 50, 2012. PP 391-398.

8. Kovalev O.B, Zaitsev A.V., Novichenko D., Smurov I. Theoretical and experimental investigation of gas flows, powder transport and heating in coaxial laser direct metal deposition (DMD) process // J. of Thermal Spray Technology. 2010. Vol. 20(3). P. 465-478.

9. Kravtsov M.V. Resistance to the free steady-state motion of a sphere in a viscous medium // J. Eng. Phys. 1968. Vol. 15(3). P. 464-470.

10. Юшков В.И., Борисов Ю.С., Гершензон С.М. О связи необходимой тепловой мощности плазменной струи с теплофизическими характеристиками напыляемого материала // Физика и химия обработки материалов. №4,1975 г., сс. 20-22.

11. Costa Santos Edson, Shiomi Masanari, Osakada Kozo, Laoui Tahar. Rapid manufacturing of metal components by laser forming // Int. J. of Machine tools & manufacture, 2005, vol. 46, p.p. 1459-1468.

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

23

24

25

26

Zhang Fengying, Chen Jing, Tan Hua, Lin Xin, Huang Weidong. Composition control for laser solid forming from blended elemental powders // J. Optics &Laser Technology V 41, 2009. PP. 601-607.

Pinkerton A.J. Advances in the modeling of laser direct metal deposition // J. of Laser Application, V 27, № S1, 2015. PP. 1-7.

Liu Chang-Yi, Lin Jehnming. Thermal process of a powder in coaxial laser cladding // J. Optics & Laser Technology, V 35, 2002. PP 81-86. Kovaleva I.O., Kovalev O.B. Simulation of the acceleration mechanism by lightpropulsion for the powder particles at laser direct material deposition // Optics & Laser Technology, V 44, 2012. P. 714 - 725.

Бункин Ф.В., Прохоров А.М. Использование лазерного источника энергии для создания реактивной тяги // успехи физических наук, Т. 119 (3). 1976 г. С.425 - 446.

Дренин А.А. Изучение зависимости скорости порошковых частиц от расхода транспортирующего газа при коаксиальной лазерной наплавки // Всероссийская научно-техническая конференция студентов "Студенческая научная весна 2013:машинострительные технологии". 4-5 апреля 2013. МГТУ им Баумана.

Meriaudeau F., Truchetet F., Aluze D., Dumont C. Machine vision system applied to the characterization of a powder stream: application to the laser cladding process // Proc. SPIE, vol. 3306 (1998), pp. 22-31. Meriaudeau F., Renier E., Truchetet F. CCD Technology applied to laser cladding // Proc. of SPIE, vol. 2654 (1996), p. 299-309.

Meriaudeau F., Truchetet F., Dumont C. High-speed photography applied to laser cladding // Proc. of SPIE, vol. 2869 (1997), p. 994-1003.

Meriaudeau F., Truchetet F. Image processing applied to laser cladding process // Proc. of SPIE, vol. 2789 (1996), p. 93-103.

Meriaudeau F., Truchetet F., Grevey D., Vannes A.B. Laser cladding process and image processing // J. of Laser in Engeneering, V 6, 1997. PP. 171-187. Агроскин А. А., Глейбман В.Б. Теплофизика твердого тела. M., Недра, 1980, 256 с.

Kebbel V., Geldmacher J., Partes K., Juptner W. Characterization of high-density particle distributions of optimization of laser cladding processes using digital holography // Proc. of SPIE, vol. 5856 (2005), p. 856-864. Partes K., Seefeld T., Sepold G., Vollersten F. Increased efficiency in laser cladding by optimization of beam intensity and travel speed // Proc. Of SPIE, Vol. 6157. 2005. P. 1-11.

Руководство пользователя программы «ActualFlow». - Новосибирск.: Институт теплофизики СО РАН, 2007. - 165 с.

27. Liu Weihong, Xu Binshi, Dong Shiyun, Yan Shixing. Characteristic analysis of the Gas-powder stream for laser cladding // Proc. of the FISITA 2012 World Automotive Congress Lecture Notes in Electrical Engineering, vol. 199 (2013), pp 99-107.

28. Xiuping Chen, Zhiquan Chen, Xin Wang. Measurement of velocity field of powder fluid in laser fabrication // Modern applied science, V. 3(7), 2009. P. 135141.

29. Prabu Balu, Perry Leggett, Radovan Kovacevic. Parametric study on a coaxial multi-material powder flow in laser-based powder deposition process // J. of Material Processing Technology, V. 212, 2012. P. 1598-1610.

30. Zekovic S., Dwividedi R., Kovacevic R. Numerical simulation and experimental investigation of gas-powder flow radially symmetrical nozzle in laser-based direct metal deposition // J. Machine tools and Manufacturers, V. 47, 2007. P. 112-123.

31. Wen S.Y., Shin Y.C., Murthy J.Y., Sojka P.E. Modeling of coaxial powder flow for the laser direct deposition process // International J. of Heat and Mass Transfer, V. 52. 2009. P. 5867-5877.

32. Ben Ettouil F., Pateyron B., Ageorges H., El Ganaoui M., Fauchais P., Mazhorova O. Fast modeling of phase changes in a particle injected within a d.c. plasma jet // J. of thermal spray technology, V. 16 (5-6), 2007. P. 744-750.

33. Knight C.J. Theoretical modeling of rapid surface vaporization with back pressure // AIAA J., V. 17 (5), 1979, P. 519-523.

34. McPherson R. Formation of metastable phases in flame- and plasma-prepared alumina // J. Met. Sci., Vol 8, 1973, P. 851-858.

35. McPherson R. On the formation of thermally sprayed alumina coatings // J. Met. Sci., Vol 15, 1980, P. 3141-3149.

36. Ang C.B., Devasenapathi A., Ng H.W., Yu S.C.M., Lam Y.C. A proposed process control chart for DC plasma spraying process. Part II. Experimental verification for spraying alumina // Plasma Chem. Plasma Process., Vol. 21(3), 2001, P. 401-420.

37. Kovarik O., Fan X., Boulos M. In flight properties of W Particles in an Ar-H2 plasma // J. of Thermal Spray Technology, Vol. 16 (2), 2007, P.229-237.

38. Liang X.L., Tiwari R., Gitzhofer F., Boulos M.I. On the induction plasma deposition of tungsten metal // J. of Thermal Spray Technology, Vol. 2(3), 1993, P. 265-270.

39. Coulombe S., Boulos M.I., Sakuta T. Simultaneous particle surface-temperature and velocity measurement under plasma conditions // Measurement Science & Technology.

40. Vincenzi L., Suzuki S., Outcalt D., Heberlein J. Controlling spray torch fluid dynamics-effect on spray particle and coating characteristics // J. of Thermal Spray Technology, Vol. 19 (4), 2010, P. 713-722.

41. Outcalt D., Hallberg M., Yang G., Strykowsky P., Heberlein J., Pfender E. Instabilities in plasma spray jets // International Thermal Spray Conference, ASM International, Seattle, WA, 2006.

42. Kulkarni A., Vaidya A., Goland A., Sampath S., Herman H. Processing effects on porosity-property correlations in plasma sprayed yttria-stabilized zirconia coatings // Mater. Sci. & Eng: A, 2003, Vol. 359 (1-2), p. 100-111.

43. Azarmi F., Coyle T.W., Mostaghimi J. Optimization of atmospheric plasma spray process parameter using a design of experiment for alloy 625 coating // J. of Thermal Spray Technology, 2008, Vol. 17(1), P. 144-155.

44. Sampath S., Jiang X.Y., Matejicek J., Prchlick L., Kulkarni A., Vaidya A. Role of thermal spray processing method on the microstructure, residual stress and properties of coatings: an integrated study for Ni-5 wt.%Al bond coats // Mater. Sci. & Eng: A, 2004, Vol. 364, p. 216-231.

45. Singh H., Puri. D., Prakash S., Maiti. R. Characterization of oxide scales to valuate high temperature oxidation behavior of Ni-20Cr coated superalloys // Mater. Sci. & Eng: A, 2007, Vol. 464, p. 110-116.

46. Zhou C., Yu J., Gong S., Xu H. Influence of water vapor on the high temperature oxidation behavior of thermal barrier coating // Mater. Sci. & Eng: A, 2003, Vol. 348, p. 327-332.

47. Itroh Y., M. Saitoh M., Ishiwata Y. Influence of high-temperature protective coating on the mechanical properties of nickel-based superalloys // J. Mater. Sci.,

1999, Vol. 34, p. 3957-3966.

48. Mayer R.K., Nachtsheim C.J., The coordinates-exchange algorithm for constructing exact optimal experimental designs // Technometrics, 1995, Vol. 37, p. 60-69.

49. Syed A.A., Denoirjean A., Denoirjean P., Labbe J.C., Fauchais P. In-flight Oxidation of Stainless Steel Particles in Plasma Spraying // J. Therm. Spray Technology, 2005, Vol. 14(1), p 117-124.

50. Fauchais P., Understanding Plasma Spraying, Institute of Physics Publishing // J. Phys. D, 2004, Vol, 37, p 86-108.

51. Goutier S., Nogues-Delbos E., Vardelle M., Fauchais. Particle Temperature Fluctuations in plasma spraying // J. Therm. Spray Technology, 2008, Vol. 17(5-6), p 895-901.

52. Fincke J., Williamson R., Chang C. Plasma spraying of functionally graded materials: measured and simulated results // Proc of the I. Term. Spray conf.,

2000, p.141-148.

53. Park J. Heberlein J., Pfender E., Lau Y., Ruud J., Wang H. Particle behavior in a fluctuating plasma jet // Ann. N.Y. Acad. Sci., 1999, Vol. 891, p. 417-424.

54. Vardelle A., Fauchais P., Vardelle M., Mariaux G. Direct current plasma spraying: diagnostics and process simulation // Adv. Eng. Mater., 2006, Vol. 8, p. 599-610.

55. Bisson J., Gauthier B., Moreau C. Effect of plasma fluctuations on in-flight particles parameter // J. Thermal. Spray Technol., 2003, Vol. 12, p. 38-43.

56. Mishin J., Vardelle M., Lesinski J., Fauchais P. Two-color pyrometer for the statistical measurement of the surface temperature of particle under thermal plasma conditions // J. Phys. E: Sci. Instrum., 1987, Vol. 20, p. 620-625.

57. Nogues E., Vardelle M., Lesinski J., Fauchais P., Granger P. Influence of voltage fluctuations on zirconia particle thermal treatment // High Temp. Mater. Process., 2007, 11, p. 161-174.

58. Fauchais P., Etchrt-Salas R., Rat V., Coudert J.F., Caron N., Wittmann-Teneze K. Parameters controlling liquid plasma spraying: solutions, sols, or suspensions // J. Therm. Spray Technol., 2008, Vol. 17(1), p. 31-59.

59. Planche M.P., Coudert J.F., Fauchais P. Velocity measurements for arc jets produced by d.c. plasma spray torches // Plasma Chem. Plasma Process., 1998, Vol. 18, p. 263-283.

60. Roumilhac P., Coudert J.F., Fauchais P. Influence of the arc chamber design and the surrounding atmosphere on the characteristics and temperature distributions of Ar-H2 and Ar-He spraying plasma jets // Plasma Proc. And Synthesis of materials, Apelian D. and Szekely J., Eds. (Pittsburg, PN, USA), MRS, 1990, Vol. 190, p. 227-242.

61. Fazileau J., Deldos C., Rat V., Coudert J.F., Fauchais P., Pateyron B. Phenomena involved in suspension plasma spraying, part 1: suspension injection and behavior // Plasma Chem. Plasma Process., 2006, Vol. 26(4), p.371-391.

62. Bach F.-W., Mohwald K. Laarmann A., Wenz T., Modern surface Technology. WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim, Germany, 2006, 346 p.

63. Matthaus G. The tri-electrode axial injection plasma torch "axial III" - equipment and coating application // Proc. Of 48 Int. Wissenschaftliches Kolloquium Tech. Univ. Illemenau, Germany, Session 7, Plasma Processing, 2003, e-proceedings.

64. Morreau C., Gougeon P., Burgess A., Ross D. Characterization of particle flows in axial injection plasma torch // Thermal Spray: Science and Technology. Berndt C.C. & Sampth S. Eds. (Materials Park, OH, USA), ASM Int., 1995, P. 141-147.

65. Legoux J.G., Aesenault B., Moreau C., Bouyer V., Leblanc L. Evaluation of four high velocity thermal spray guns using WC-10Co-4Cr cermets // Thermal Spray: Surface Engineering via Applied Research, Berndt C.C. & Sampth S. Eds. (Materials Park, OH, USA), ASM Int., 2000, P. 479-486.

66

67

68

69

70

71

72

73

74

75

76

77

78

79

80

Ravi B.G., Sampath S., Gambino R., Devi P.S., Parise J.B. Plasma spray synthesis from precursor: progress, issue and consideration // J. Therm. Spray Technol., 2006, Vol. 15(4), P. 701-707.

Sampath S., Herman H., Greenlaw R. "Method and apparatus for fine feature spray deposition" U.S. Patent 6 576 861 B2. Jun. 10, 2003. Gambino R.J, Shin D., Brogan A.B., "Thermally sprayed, flexible magnet with an induced anisotropy" U.S. 6 773 765 B1. Aug. 10, 2004.

Gambino R.J. Longtin J.P., Brogan J.A., Gutleiber J.S., Greenlaw R.J., "Thermocouples" U.S. 7 753 584 B2. Jul. 13, 2010.

Baron W.J., Brogan J.A., Fries-Carr S., Gambino R.J., Gouldstone C., Keyes B., Sampath S., Wu H.-D., Wu R.L.C. "Device having a diamond-like-carbon dielectric" U.S. Patent 8 760 844 B2. Jun. 24, 2014.

Василевский А.М., Кропоткин М.А., Тихонов В.В. Оптическая электроника. - Л.:Энергоатомиздат. Ленингр. Отд-ние, 1990. - 176с.

Гутников В.С. Фильтрация измерительных сигналов. - Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1990. - 192 с.

AlekseenkoS.V., DulinV.M., KozorezovYu. S., MarkovichD.M. Effect of highamplitude forcing on turbulent combustion intensity and vortex core precession in a strongly swirling lifted propane/air flame // Combustion Science and Technology, vol. 184, 2012, p. 1862-1890.

Сергачев Д.В. Исследование турбулентной структуры струйного течения в узких каналах // Квалификационная работа на соискание степени бакалавра. Ложкин В. А. Создание методики измерения трехмерных трехкомпонентных полей скоростей // квалификационная работа на соискание степени бакалавра.

Жуков М.Ф., Пустогаров А.В., Дандарон Г.-Н. Б., Тимошевский А.Н. Термохимические катоды. Новосибирск, 1985. - 129 с. Mauer Georg, Vaben Robert, Stover Detlev. Comparison and Applications of DPV-2000 and Accuraspray-g3 Diagnostic Systems // J. of Thermal Spray Technology. 2007. Vol. 16(3). P. 414-424.

Кудинов В.В. Плазменные покрытия. М.: Наука, 1977. - 183 с.

Fauchais P., Vardelle M. Sensors in Spray Processes // J. of Thermal Spray

Technology. 2010. Vol. 19(4). P. 668-694.

Nalivaiko V.I., Chubakov P.A., Pokrovsky A.N., Mikhalchenko A.A., Kuz'min V.I., Kartaev E.V. Small-Size Spectrometer for Emission Analysis of Low-Temperature Plasma Flows // Thermophysics and Aeromechanics. 2007. Vol. 14(2). P. 247-256.

81. Сайдов Г.В., Свердлова О.В. Практическое руководство по молекулярной спектроскопии. Учебн. пос./Под ред. Н.Г. Бахшиева. - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1980.- 136 с.

82. Магунов А.Н., Спектральная пирометрия. - М.:ФИЗМАТЛИТ, 2012. - 248 с.

83. Cassady L.D., Choueiri E.Y. High accuracy multi-color pyrometry for high temperature surface // 28th International Electric Propulsion Conference, France, IEPC-03-79, 2003.

84. Борен К., Хафмен Д. Поглощение и рассеяние света малыми частицами. М.: Мир, 1986. 660 с.

85. Емельянов А. А., Рубцов Н.А., Дулин М.И. Аномальное излучение частиц окислов металлов при кристаллизации и неравновесных условиях // Высокотемпературные запыленные струи в процессах обработки порошковых материалов: тезисы докл. междун. рабочего совещания. Новосибирск, 1988. C. 204-209.

86. Голобородько В.Т., Каштаньер В.Л., Шульман Е.С. Применение метода спектрального отношения для измерения температуры частиц // Теплофизика высоких температур. 1982.T. 20, No. 5. C. 958-962.

87. Пинчук В.П., Романов Н.П. Сечение поглощения сферических частиц произвольного размера с умеренным поглощением // Журнал прикладной спектроскопии. 1977.T. 27, No. 1. C. 109-114.

88. Домбровский Л.А., Ивенских Н.Н. Излучение однородного плоскопараллельного слоя сферических частиц // Теплофизика высоких температур. 1973. Т. 11, № 4. C. 818-822.

89. Рубцов Н.А., Емельянов А.А., Пономарев Н.Н. Исследование показателя поглощения плавленой окиси алюминия при высоких температурах // Теплофизика высоких температур. 1984. T. 22, № 2. C. 294-298.

90. Mularz E.J., Yuen M.C. An experiment al investigation of radiative properties of aluminum oxide particles // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1972. Vol. 12, No. 11. P. 1553-1568.

91. Бахир Л.П., Левашенко Г.И., Таманович В.В. Уточнение мнимой части комплексного показателя преломления жидкой окиси алюминия // Журнал прикладной спектроскопии. 1977. T. 26, № 3. C. 514-520.

92. Михальченко А.А. Диагностика дисперсной компоненты в гетерогенных плазменных струях // Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук. Новосибирск, 1994.

93. Kartaev E.V., Mikchalchenko A.A., Solonenko O.P. Analysis of capability of the polychromatic pyrometry method to measure temperature of single particle in

hig-temperature flow // Proc. Of 17th Int. Symp. on Plasma Chemistry, August 712, 2005, Toronto, Canada. 6 p. (electronic publisation).

94. G.N. Grachev, A.G. Ponomarenko, A.L. Smirnov, V.B. Shulyat'ev. Multifunctional 3 kW CO2 laser with controllable spectral and temporal characteristics for industrial and scientific applications // Proc. of SPIE, Vol. 4165, 2000, p. 185-196.

95. Гинсбург В. Л., Мотулевич Г. Л. Оптические свойства металлов // Успехи физических наук, 1955, Том 55, вып. 4, с. 469-535.

96. Thirumalaikumarasamy D., Shanmugam K., Balasubramanian V. Corrosion performance of atmospheric plasma sprayed alumina coatings on AZ31B magnesium alloy under immersion environment // J. of Asian Ceramic Societies Vol. 2, 2014, p. 403-415.

97. Hegazy N., Shoeib M., Abdel-Samea Sh., Abdel-Kader H. Effect of plasma sprayed alumina coating on corrosion resistance // 13th International Conference on Aerospace Sciences & Aviation Technology, ASAT-13, may 26-28, 2009, p. 1-10.

98. Thirumalaikumarasamy D., Shanmugam K., Balasubramanian V. Establishing empirical relationships to predict porosity level and corrosion rate of atmospheric plasma-sprayed alumina coatings on AZ31B magnesium alloy // J. of Magnesium & Alloys Vol. 2, 2014, P. 140-153.

99. Erickson L.C., Troczynski T., Hawthorne H.M., Tai H., Ross D. Alumina coatings by plasma spraying of monosize sapphire particles // J. of Thermal Spray Technology Vol. 8(3), 1999, P. 421-426.

100. Кузьмин В.И., Михальченко А.А., Картаев Е.В. Узел кольцевого ввода порошкового материала электродугового плазмотрона // патент России № 2474983. 2013 г.