Technical Papers and Presentations

为深入探究材料属性对电弧等离子体热力学特性的影响，本研究以反应烧结碳化硅（RB-SiC）陶瓷为研究对象，基于 COMSOL Multiphysics 建立了耦合电流、磁场、层流及流体传热的磁流体动力学模型，并与304不锈钢进行对比分析。该模型综合考虑了电流、磁场与流场之间的能量转换，以及等离子体对电极与工件的热量传递，能够较为准确地描述电弧等离子体特性。结果表明，相较于304不锈钢，RB-SiC 等离子体具有更高的温度和热通量，但由于其极高的导热系数，工件在击穿后能迅速达到热平衡，且最终温度显著低于不锈钢。同时，RB-SiC 的等离子体最高温度位置不随脉宽变化，长脉宽既不能提升工件温度，也不能推动温度峰值向工件迁移。在力学特性方面，RB-SiC 等离子体因电流密度分布差异承受更大的洛伦兹力，并在工件表面形成更集中的力分布，同时伴随更高的内部压强，从而表现出更强的等离子体稳定性。本研究揭示了碳化硅在电弧加工中的独特等离子体行为，为优化其加工工艺参数提供了理论依据和实验参考。