双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗.pdf

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.03.013 第21卷第3期北京科技大学学报 Vol.21 No.3 1999年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 1999 双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗张旭”杨忠民)董建新”谢锡善”徐重)高原) 1)北京科技大学材料科学与工程学院，北京1000832)太原理工大学表面工程研究所，太原030024 摘要采用双层辉光离子渗金属技术在纯铁表面进行Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗.结果表明：双层辉光离子Ni-CrMo-Nb多元共渗可以在工业纯铁表面形成合金元素成分呈梯度分布镍基表面合金层。对双层辉光离子NiC-MoNb多元共渗存在成分离析现象从合金元素的扩散原理探讨了其产生的机制. 关键词多元共渗；扩散：双层辉光：离子渗金属分类号TG156 双层辉光离子渗金属技术是一项表面冶金 2试验结果新技术，在普通碳钢的表面，可以实现合金元素的单元渗四和多元共渗2，但是，在双辉多元共时间对渗层表面合金元素含量的影响见图渗的条件下，会出现渗层中合金元素比例与源 1a.由图可见，随时间增加，渗层表面Ni含量增极合金元素比例不同的现象，即渗层成分离析. 高，Cr含量略有增高，Mo,Nb含量降低.影响渗双辉多元共渗过程非常复杂，包括辉光放电、源层表面合金元素含量的变化的因素有：(1)源极极溅射、表面沉积、等离子传输和渗层扩散过提供合金元素Ni+Cr+Mo+Nb总量在渗层表程.复杂影响因素造成了渗层成分控制的困难，面所占比例；(2)源极提供合金元素Ni,Cr,Mo, 本文以Inconel625作为合金元素的供给源，在 Nb之间在渗层中的比率.在双层辉光离子渗金纯铁的表面渗入镍基合金，采用固定源极，阴极属技术中，工艺因素对渗层中合金元素总量和电位，极间距，气压等工艺参数，只改变时间参各合金元素所占比率都有影响.时间增加，渗层数的实验方案，来排除辉光放电、阴极溅射等影表面合金总量增加（图1b),这与普通渗金属过响观察测量的因素，探讨合金元素扩散对双层程相似.几种合金元素在渗层表面的比率也发辉光离子渗金属过程中成分离析的影响规律和生变化（图1c),随时间增加，渗层表面Ni,Cr元渗层合金元素离析的形成规律素比率增加，Mo,Nb元素比率降低.说明Ni-Cr- Mo-Nb多元共渗过程中合金元素的吸收存在离 1试验方案析现象，共渗前期吸收Mo,Nb较多，共渗后期，吸收Ni,Cr较多，时间对渗层厚度影响见图1d, 渗金属试验在自制双层辉光离子渗金属炉随时间增加，渗层厚度增大，它与时间的平方根中进行，源极材料Inconel625的成分（质量分数/ 近似成正比.时间对源极失重和溅射率的影响 %)为：Ni->58,Cr-20.0-23.0,Fe<5.0,Mo- 见图le,结果表明，源极失重和溅射率都不随时 8.0-10.0,Nb-3.15-4.15,C<0.01,Mn-<0.5,A1 间变化而变化. 一<0.4，Ti一<0.4，Si-<0.015,C0一<1.0.试样材图2为时间对渗层中合金元素分布的影响. 料为工业纯铁.工艺参数范围：气压30Pa,温度 Ni,Cr,Mo,Nb合金元素在渗层表面含量较高， 1000℃，源极电压1150V,阴极电压400V,极随深度增加，合金元素含量逐渐下降，在渗层中间距20mm.时间分别为1,3,5,7,9h 呈梯度分布. 滲金属后试样在扫描电镜下进行能谱分图3为渗层内不同深度对合金元素Ni,Cr, 析，测定渗层中的合金元素的含量. Mo,Nb含量之间比率的影响.由图可见，在渗 1998-06-30收稿张旭男，32岁，博上生层的不同深度，合金元素含量之间比率也在发 ◆国家"863"高科技资助项目CNo.7150080050)

第 1 卷 2第 3 期 19 9 9 年月 6 北京科技大学学报 J u a o r n l oUf n i v e s r yi t o s f c e l ae en n 饱 d l c h n o l o y g B e i j i n g 1 V 6 一 1 2 N o 3 J u e n 19 9 9 双层辉光离子 iN 一 C r 一 M O 一 N多b 元共渗张旭 ` , 杨忠民 ” 董建新 ” 谢锡善 ” 徐重 2 , 高原 ” l) 北京科技大学材料科学与工程学院 , 北京 l。田) 8 3 2) 太原理工大学表面工程研究所 , 太原 03 0 2 4 摘要采用双层辉光离子渗金属技术在纯铁表面进行 iN 一 C 卜M。书七多元共渗 . 结果表明 : 双层辉光离子 iN 一 C卜 M o . N b 多元共渗可以在工业纯铁表面形成合金元素成分呈梯度分布镍基表面合金层 . 对双层辉光离子 iN 一 C 卜M o . N b 多元共渗存在成分离析现象从合金元素的扩散原理探讨了其产生的机制 . 关键词多元共渗 ; 扩散 : 双层辉光 ; 离子渗金属分类号 T G 15 6 双层辉光离子渗金属技术是一项表面冶金新技术 , 在普通碳钢的表面 , 可以实现合金元素的单元渗 `, ,和多元共渗侧 , 但是 , 在双辉多元共渗的条件下 , 会出现渗层中合金元素比例与源极合金元素比例不同的现象 , 即渗层成分离析 . 双辉多元共渗过程非常复杂 , 包括辉光放电、源极溅射、表面沉积、等离子传输和渗层扩散过程 . 复杂影响因素造成了渗层成分控制的困难 . 本文以 I cn o en l 6 25 作为合金元素的供给源 , 在纯铁的表面渗入镍基合金 , 采用固定源极 , 阴极电位 , 极间距 , 气压等工艺参数 , 只改变时间参数的实验方案 , 来排除辉光放电、阴极溅射等影响观察测量的因素 , 探讨合金元素扩散对双层辉光离子渗金属过程中成分离析的影响规律和渗层合金元素离析的形成规律 . 1 试验方案渗金属试验在自制双层辉光离子渗金属炉中进行 , 源极材料 I cn on el 6 25 的成分 ( 质量分数 / % ) 为 : N i一 > 5 8 , C r一2 0 . 0一 2 3 . 0 , F e一 < 5 . 0 , M卜 8 . 0一 10 . 0 , N 卜一 3 . 1 5一1 5 , C一 < 0 . 0 1 , M n一 < 0 . 5冰 l 一 < .0 4, iT一 < .0 4, 51 一 0< . 0 1 5 , C O - 一 l< . 0 . 试样材料为工业纯铁 . 工艺参数范围 : 气压 3 0 P a , 温度 I 0 0 0 oC , 源极电压 1 15 0 V , 阴极电压 4 0 0 V , 极间距 2 0 un . 时间分别为 l , 3 , 5 , 7 , 9 h . 渗金属后试样在扫描电镜下进行能谱分析 , 测定渗层中的合金元素的含量 . 19 9 8 一 06 一 3 0 收稿张旭男 , 32 岁 , 博士生 * 国家 ” 8 6 3 , , 高科技资助项目’(N 0 7 15 0 0 8 0 0 5 0 ) 2 试验结果时间对渗层表面合金元素含量的影响见图 al . 由图可见 , 随时间增加 , 渗层表面 N i 含量增高 , C r 含量略有增高 , M。 , N b 含量降低 . 影响渗层表面合金元素含量的变化的因素有 : ( l) 源极提供合金元素 N i 十 C r + M o + N b 总量在渗层表面所占比例 ; (2) 源极提供合金元素 iN , cr , M 。 , N b 之间在渗层中的比率 . 在双层辉光离子渗金属技术中 , 工艺因素对渗层中合金元素总量和各合金元素所占比率都有影响 . 时间增加 , 渗层表面合金总量增加 ( 图 lb ) , 这与普通渗金属过程相似 . 几种合金元素在渗层表面的比率也发生变化 ( 图 I c) , 随时间增加 , 渗层表面 N i , C r 元素比率增加 , M o , N b 元素比率降低 . 说明 N i 一 C r - M O 一 Nb 多元共渗过程中合金元素的吸收存在离析现象 , 共渗前期吸收 M 。 , N b 较多 , 共渗后期 , 吸收 N i , C r 较多 . 时间对渗层厚度影响见图 l d , 随时间增加 , 渗层厚度增大 , 它与时间的平方根近似成正比 . 时间对源极失重和溅射率的影响见图 l e , 结果表明 , 源极失重和溅射率都不随时间变化而变化 . 图2 为时间对渗层中合金元素分布的影响 . iN , rC , M o , Nb 合金元素在渗层表面含量较高 , 随深度增加 , 合金元素含量逐渐下降 , 在渗层中呈梯度分布 . 图 3 为渗层内不同深度对合金元素N i , C r, M o , ’Nb 含量之间比率的影响 . 由图可见 , 在渗层的不同深度 , 合金元素含量之间比率也在发 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 03. 013

·264· 北京科技大学学报 1999年第3期 0.80 较大的差别，Ni,Cr,Fe元素的扩散系数大大高十十十+一+ Ni/Ni+Cr+Mo+Nb 于Mo,Nb元素的扩散系数.元素扩散能力的排 0.60 列顺序为Cr>Ni>Fe>Mo>Nb. 盖040 3讨论 Cr/Ni+Cr+Mo+Nb 0.20 ◆ 石双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗的渗 Mo/Ni+Cr+Mo+Nb 层表面的扩散系数为10ms数量级，大大高 0.00 89-e二2g3 Nb/Ni+Cr+布 -0.10LL 于普通渗金属方法的扩散系数10-1~10-9ms -10 0 20 40 60 数量级.在双层辉光离子渗金属过程中，由于工离表面距离/m 件表面受到离子的轰击，造成渗层表面空位浓图3不同渗层深度的合金元素比率（刚wa) 度显著提高，并在滲层表面向内形成浓度梯度，素Ni,Cr,Mo,Nb的渗入曲线方程为：大量的空位存在，大大降低了合金元素的扩散 w=63.29-0.01696X-0.004790X2- 激活能，使合金元素的扩散速度明显提高.合 0.0001106X: 金元素表面扩散系数的增大；使合金元素在表 wc=19.08-0.005474X+0.001216- 面层扩散速度增大，浓度梯度降低，有利于在渗 0.00006694: 层表面快速形成较厚的、变化平缓的表面合金 w=7.338-0.2069X+0.002745X- 层，提高表面耐腐蚀和耐磨损性能.渗层表面合 0.00001767X: 金含量和渗层深度取决于工艺参数，试验中主 M=2.386-0.08499X+0.001007X2- 要工艺参数源极电位、阴极电位、气压、极间距、 0.000003839X: 温度都是不变的，合金元素的源极供给量也是 wr.=7.9290.3009X+0.0004932X+ 稳定的.因而合金元素的表面扩散能力的差别， 0.0001920X, 是造成渗层表面含量和各合金元素含量之间比其中，X渗层合金的深度值，m. 率随时间变化和各渗层合金元素比率随深度变经检验，回归效果显著.由合金元素的回归化的主要原因.Ni,Cr元素扩散系数高于Mo,Nb 方程确定d/dy和xy,再按如下公式求解扩元素，因而Ni,Cr元素在渗层中扩散快于Mo, 散系数D: Nb元素，造成随深度增加Ni,Cr元素比率逐渐 D-等. 增加，Mo,Nb元素比率逐渐下降：而Mo,Nb元渗层中合金元素Ni,Cr,Mo,Nb,Fe在不同素在表面的富集，造成了Mo,Nb元素阴极溅射深度的扩散系数见图4.结果表明：渗层表面合量的增加，使其吸收量降低，因而随时间增加，金元素Cr,Ni,Fe的扩散系数比渗层内部高1个渗层表面Mo,Nb含量下降：但合金元素总含量数量级.另外，几种合金元素的扩散系数也存在随时间增加而增加，渗层厚度与时间的平方根近似成线形关系， 100.0 4结论 Cr 10.0 Ni (I)双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗可以在纯铁表面形成高合金含量的表面Ni-Cr Fe Mo-Nb合金层.合金元素在表面合金层中呈梯 1.0 Mo 度分布，而且表面梯度较小. Nb (2)双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗存 0.1 在两类成分离析现象： 0 20 40 6070 (a)渗层中合金元素存在离析现象.随时间离表面距离μm 增加，渗层表面Ni含量增高，Cr含量略有增高， Mo,Nb含量降低，渗层表面合金总量增加，渗图4合金元素在渗层不同深度的扩散系数

. 2 6 4 . 北京科技大学学报年第期 1 3 9 9 9 0 . 8 0 0 . 6 0 N N i / i + M 什 C 十 o N b 较大的差别 , N i , C r , F e 元素的扩散系数大大高于 M。 , N b 元素的扩散系数 . 元素扩散能力的排列顺序为 C r > iN > eF > M o >N b . 0 . 4 0 C r N/ i月毛什M o 十 N b 0 . 2 0 0 一 0 芝哥五瑕叹招如 10 L 一 1 0 0 2 0 40 60 离表面距离 /脚图 3 不同渗层深度的合金元素比率 (wl lw 公素 N i , C r , M 。 , Nb 的渗入曲线方程为 : 叭 i = 6 3 . 2 9 一 0 . 0 16 9 6X ` 0 . 0 0 4 7 9 0 X 2 一 0 . 0 0 0 1 10 丘丫 , ; w cr = 1 9 . 0 8 一 0 . 0 0 5 4 7 4叉年0 . 0 0 1 2 16X 2一 0 . 0 0 0 0 6 6 9 4 万〕 ; w M 。二 7 . 3 3 8 一 0 . 2 0 6 9火年0 . 0 0 2 7 4 5矛一 0 . 0 0 0 0 1 7 6又丫 3 ; w 场 = 2 . 3 8 6 一 0 . 0 8 4 9 9X 十0 . 0 0 1 0 0 7 X 2一 0 . 0 0 0 0 0 3 8 3从丫 3 ; w F。 = 7 . 9 2 9 + 0 . 3 0 0 9天任0 . 0 0 0 4 9 3 ZX ? + 0 . 0 0 0 19 2 Q万 , , 其中 , X 渗层合金的深度值 , 脚 . 经检验 , 回归效果显著 . 由合金元素的回归方程确定面中和枷 , 再按如下公式求解扩散系数 D : 。 1 dx r , 2少 = 一下蕊二一 1 - - 1 X Q V 。乙 I ay 夕” 渗层中合金元素 iN , C r , M O , Nb , eF 在不同深度的扩散系数见图 4 . 结果表明 : 渗层表面合金元素 C r , N i , eF 的扩散系数比渗层内部高 1 个数量级 . 另外 , 几种合金元素的扩散系数也存在 10 0 . 0 ō l , 、李日 !一O x 、自 0 2 0 4 0 6 0 7 0 离表面距离 /脚图 4 合金元素在渗层不同深度的扩散系数 3 讨论双层辉光离子 N i 一 C r 一 M O . N b 多元共渗的渗层表面的扩散系数为 1 0 一 , m sz/ 数量级 , 大大高于普通渗金属方法的扩散系数 10 一 ’ 。一 1 0 一 , m =s/ 数量级 . 在双层辉光离子渗金属过程中 , 由于工件表面受到离子的轰击 , 造成渗层表面空位浓度显著提高 , 并在渗层表面向内形成浓度梯度 , 大量的空位存在 , 大大降低了合金元素的扩散激活能 41[ , 使合金元素的扩散速度明显提高 . 合金元素表面扩散系数的增大 ; 使合金元素在表面层扩散速度增大 , 浓度梯度降低 , 有利于在渗层表面快速形成较厚的、变化平缓的表面合金层 , 提高表面耐腐蚀和耐磨损性能 . 渗层表面合金含量和渗层深度取决于工艺参数 , 试验中主要工艺参数源极电位、阴极电位、气压、极间距、温度都是不变的 , 合金元素的源极供给量也是稳定的 . 因而合金元素的表面扩散能力的差别 , 是造成渗层表面含量和各合金元素含量之间比率随时间变化和各渗层合金元素比率随深度变化的主要原因 . N i , C r 元素扩散系数高于 M o , Nb 元素 , 因而 N i , C r 元素在渗层中扩散快于 M o , N b 元素 , 造成随深度增加 N i , C r 元素比率逐渐增加 , M O , N b 元素比率逐渐下降 ; 而 M O , N b 元素在表面的富集 , 造成了 M O , N b 元素阴极溅射量的增加 , 使其吸收量降低 , 因而随时间增加 , 渗层表面 M O , N b 含量下降 ; 但合金元素总含量随时间增加而增加 , 渗层厚度与时间的平方根近似成线形关系 . 4 结论 ( l) 双层辉光离子 iN 一 rC 一 M o . N b 多元共渗可以在纯铁表面形成高合金含量的表面 N i 一 C r - M 小N七合金层 . 合金元素在表面合金层中呈梯度分布 , 而且表面梯度较小 . (2 )双层辉光离子 iN 一 rC 一 M o . N b 多元共渗存在两类成分离析现象 : a( ) 渗层中合金元素存在离析现象 . 随时间增加 , 渗层表面 N i 含量增高 , C r 含量略有增高 , M o , N b 含量降低 , 渗层表面合金总量增加 , 渗

Vol.21 No.3 张旭等：双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗 ·265· 层表面Ni,Cr元素比率增加，Mo,Nb元素比率参考文献降低. (b)在渗层的不同深度合金元素也存在离析 1徐重.双层辉光离子渗金属技术.太原工业大学学报，1990,21：30 现象随渗层深度的增加，合金元素N,Cr比率2范本惠，双层辉光离子渗金属多元共渗的研究.机械增加，合金元素Mo,Nb比率降低，工程材料，1991,15(4)：10 (3)双层辉光离子Ni-Cr-Mo-Nb多元共渗的3 Xu Zhong.Surface Alloying Simplified..Advanced Ma- 扩散系数为10-‘cms数量级，大大高于普通渗 terials Processes,1997(12):33 金属方法的扩散系数.合金元素Ni,Cr扩散系 4 Li C J,Xu Z.Diffusion Mechanism of Ion Bombard- 数在渗层表面大大高于合金元素Mo,Nb的扩 ment.Surface Engineering,1987(4):310 散系数. Multi-element Ni-Cr-Mo-Nb Surface Alloying by Double Glow Plasma Method Zhang Xu",Yang Zhongmin,Dong Jianxin,Xie Xishan,Xu Zhong?,Gao Yuan 1)Material Science and Engineering School,UST Beijing.Beijing 100083,China 2)Research Institute of Surface Engineering School,Taiyuan University of Technology,Taiyuan 030024,China ABSTRACT The multi-element Ni-Cr-Mo-Nb surface alloying has been studied by means of Double Glow Plasma Surface Alloying Technique.The results show that the highly alloyed gradient Ni-base surface alloy- ing layer can be formed by double glow multi-element Ni-Cr-Mo-Nb plasma surface alloying.The composi- tion demixing phenomenon,which exist in plasma Ni-Cr-Mo-Nb surface alloying process,has been discussed based on alloying element diffusion. KEYWORDS multi-element surface alloying;diffusion;double glow;plasma surface alloying 米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米米 [Journal of University of Science and Technology Beijing(English Editon),1999,6(1):15] Experiment Study of Fluid Flow in Thin Slab Continuous Caster Mould with Water-Model Yanping Bao,Jianqiang Zhu,Naiyuan Tian,Baomei Xu Abstraet:Model study is an efficient method for optimizing the structure of the mould and the submerged en- try nozzle(SEN).Based on the similarity criteria,a full-scale water modle has been established in accordance with the mould of thin-slab caster of the CSP(Compact Strip Production)operation.The effects of SEN struc- ture including outlet area,outflow angle,nozzle width,nozzle thickness and immersion depth have been stu- died under high speed casting by measuring the amplitude and the impetus of top waves.By the orthogonal experiment design,not only the influnce of the factors was estimated,but also the optimun work condition was judged.The rules of the fluid flow phenomena were summarized.The principle for choosing a reasonable structure of SEN was discussed. Key words:thin-slab casting mould;submerged entry nozzle(SEN);water-modle

V b l . Z I N 0 . 3 张旭等 : 双层辉光离子 iN 一 rC 一 M O . N b 多元共渗 . 2 6 5 层表面 N i , C r 元素比率增加 , M O , N b 元素比率降低 . b( )在渗层的不同深度合金元素也存在离析现象 . 随渗层深度的增加 , 合金元素 iN , C r 比率增加 , 合金元素 M O , N b 比率降低 . (3 )双层辉光离子 N i 一 C r . M O . N b 多元共渗的扩散系数为 10 一 c m Z / s 数量级 , 大大高于普通渗金属方法的扩散系数 . 合金元素 N i , C r 扩散系数在渗层表面大大高于合金元素 M 。 , Nb 的扩散系数 . 参考文献 1 徐重 . 双层辉光离子渗金属技术 . 太原工业大学学报 , 19 9 0 , 2 1 : 30 2 范本惠 . 双层辉光离子渗金属多元共渗的研究 . 机械工程材料 , 19 9 1 , 15 ( 4 ) : 1 0 3 X u hZ o n g . S u ir 触c e A lloy in g S而P liif e d . A vd an e e d M a - et ir a l s & P r o c e s s e s , 19 9 7 ( 12 ) : 33 4 L I C J , X u Z . Di加 s i o n M e e han i s m o f l o n B o m bar d - m e in . S ur af e e E gn ine e inr g , 19 87 ( 4 ) : 3 10 M u lt i 一 e l e m e n t N i 一 C -r M o 书b[ S ur fa e e A ll o y i n g b y D o ub l e G l o w P l a s m a M e ht o d hZ a 馆Xu , ), aY叮 hZ o n g阴 in , ), D o馆五口献 in , ), iX e iX 3 h a n , ), Xu hZ o心 ), G a o 为 a n , , l ) M aet ir al S e i e n e e an d E gn in e e inr g S e h o l , U S T B e ij ign , B e ij in g 1 00 0 8 3 , C h i n a 2 ) eR s acer h I n s t i tu e o f s ur af c e E n gin e e irn g s e h o o l , 几妙 u an U n i v ers ity o f eT e hn o l o 既几妙 u an 0 30 02 4 , C h ian A B S T R A C T hT e m ul t i 一 e l e m e n t N i 一 C r 一 M o ~ N七 s ur af e e a ll o y ign ha s b e e n st u d l e d b y m e an s o f D o ub l e G l o w P l a sm a S t lr af e e A ll o y ign eT e hn i q u e . hT e r e s u it s s h o w ht at hte ih gh ly a ll o y e d gr a d i e n t N i 一 b a s e s ur af e e a lloy - i n g lay er e an b e of rm e d b y d o u b l e g l o w m u lt i 一 e l e m e in N i 一 C -r M o . Nb[ Pl a s m a s ur af c e a lloy in g . hT e e o m Po s i - t i o n d e m 议in g P h e n o m e n o n , w h i c h e x i s t in Pl a s m a N i 一 C r 一 M o 一 N b s ur af e e a lloy in g rP o e e s s , h a s b e e n d i s e us s e d b a s e d on a ll o y in g e l e m e nt id n b s i o n . K E Y、 VO R D S m u lt i 一 e l e m e nt s ur fa e e a lloy ign : id fu s i o n : d o ub l e g l o w : Pl a sm a s ur fa e e a lloy ign 半带半半朱带米果来米果崇带来来朱朱来半果带米半来米米米带半来来米来朱带米米朱带米朱涤来 O[J urn a l of nU i vesr i印 of sc ie n ce an d eT c h n o l句沙 B e 扩动g ()E gl7 o h E甘iot n) , 1 9 9 9 , 6 ( l ) : 15 ] E xP e ir m e n t S tU dy o f F l u id F l o w i n T h in S l a b C o n it n u o u s C a s t e r M o u l d w it h w 自t e -r M o d e l 抢甲滚心 aB o, 涌 ian q ia gn hZ u, aN U侧 a n 兀 a n, B ao m ie 而 A b s tr a e t : M o d e l sut d y i s an e if e i e nt m e ht o d ofr o tP im 讫 in g ht e s utr e tL ir e o f ht e m o ul d an d ht e s u b m e r g e d e n - 勿 on lz e ( S E N ) . B a s e d o n ht e s而il iar yt e ir et ir a , a ful l 一 s e a l e w at e r m odl e h a s b e e n e s abt lihs e d in ac e o r id m e e w iht ht e m o u ld o f ht in 一 s lab e a s et r o f ht e C S P ( C o m Pac t Sitr P P r o d u c it o n ) o ep r at ion . Th e e fe e st o f SE N s trU e - 奴甘 e icn 】u d in g o u t let ar e a , o ut fl o w an g l e , n o lz e w id t h , n o z l e ht i e kn e s s an d umn e r s i o n de Pht h vae be e n s ut - id e d un d e r hi hg s Pe e d e as t i n g 勿 m e a s ur in g ht e am Pliut d e an d ht e u n ep ust o f t o P w va e s . B y ht e o hrt o g o an l e xP e r u n e nt de s i , , n ot on ly ht e i l l fl un e e o f ht e fa c t o r s w a s e s tha at e 氏b ut a l s o het O Pt im un w o r k e o n id it on w as 」u dg e d . hT e ur l e s o f het fl ul d fl o w hP e n o m e n a w e r e s um a ir z e d . Th e Pir n c ip l e for e h o o s ign a r e a s o n ab l e Slt u Ch 叮 e o f S E N w as id s e u s s e d . K ey w o r d s: 也认一 s lab e a s t i n g m ou ld : s ub m e gr e d e n lt y n o z l e ( S EN ) ; w aet r 一 m o d l e