1、為了達(dá)到在AlN陶瓷表面快速制備銅覆層的目的，文中對(duì)在AlN陶瓷表面快速制備銅覆層的溫度條件進(jìn)行計(jì)算，據(jù)此采用激光熔覆的方法制備銅覆層，在激光熔覆試驗(yàn)之前對(duì)激光熔覆過程進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，得出最佳試驗(yàn)工藝參數(shù)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行激光熔覆試驗(yàn)。之后對(duì)試驗(yàn)方法和工藝作出調(diào)整，采用熱源能量密度較低的等離子噴涂工藝制備銅覆層,并對(duì)兩種制備工藝結(jié)果進(jìn)行分析。
　?。?）保護(hù)氣體在材料表面的流動(dòng)邊界層和熱邊界層厚度之比為0.625；建立并解算高能熱

2、源加工工程中材料表面保護(hù)氣體的基本牛頓流體的基本方程組，由此得出熱邊界層的分布規(guī)律；保護(hù)氣體流入的瞬間，熱邊界層厚度約為0.4mm，導(dǎo)熱系數(shù)達(dá)到600W/m以上，之后導(dǎo)熱系數(shù)迅速下降，最小值大約為125W/m·K，對(duì)散熱系數(shù)的分布進(jìn)行擬合，散熱系數(shù)為關(guān)于動(dòng)坐標(biāo)的高次函數(shù)的倒數(shù)。這樣將動(dòng)態(tài)對(duì)流換熱問題轉(zhuǎn)化為靜態(tài)導(dǎo)熱問題的定量化表征，提供了一種求解高能束加工過程表面對(duì)流散熱系數(shù)的新思路。
　?。?）進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，實(shí)現(xiàn)了激光熔覆過程

3、的動(dòng)態(tài)模擬。找出了最佳工藝參數(shù)范圍在有效激光功率、掃描速度和預(yù)熱溫度分別為750W、7mm/s和800K附近。隨著有效激光功率的增大，節(jié)點(diǎn)升溫速度變大，降溫速度減小，最大主應(yīng)力值變大，應(yīng)力降低速度加快；提高預(yù)熱溫度則可以同時(shí)降低升溫速度和降溫速度，使最大主應(yīng)力值變大，應(yīng)力降低速度加快；提高掃描速度則可以減小升溫速度，但是降溫速度會(huì)隨之加大。激光熔覆AlN陶瓷過程中可采取的改善工藝的措施包括采取較高的預(yù)熱溫度、較小的激光功率和減小掃描速度

4、，當(dāng)有效功率低于738W時(shí)采用降低掃描速度的方式可以直接降低應(yīng)力值，而當(dāng)有效功率高于868W時(shí)采用提高掃描速度的方式可以降低最大溫度變化率來間接降低應(yīng)力值。此外通過數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)對(duì)于激光熔覆過程，實(shí)際生產(chǎn)中要引入起點(diǎn)預(yù)熱材料和終點(diǎn)緩冷材料以降低裂紋發(fā)生的可能性。
　?。?）試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相對(duì)于等離子噴涂，激光束能量密度極大，導(dǎo)致微燒蝕作用的產(chǎn)生。雖然會(huì)引起對(duì)銅覆層的稀釋，也對(duì)過渡層的減薄起到積極作用，可以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的結(jié)合。激光束能量密度很