[实用新型]用于激光辐照功能材料的气氛控制装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及激光加工领域，尤其是针对特定气氛气压及流速下的激光辐照陶瓷材料改性领域。

背景技术

目前，对功能陶瓷进行激光辐照，使其功能改性的过程大多在空气、常压的条件下进行，不能在烧结过程中进行气氛补偿和控制，对于功能陶瓷的性能改善有很大影响，制约了该技术的进一步发展。

例如在激光烧结高掺Ti系Ta₂O₅基陶瓷过程中，若氧气供压不充足，则造成陶瓷发黑，介电系数k非常低等问题。又如如透明陶瓷的激光制备中，现有技术重点是通过控制激光的功率，光斑大小，离焦量等因素以及烧结温度，保温时间，烧结气氛等来控制陶瓷的晶粒取向生长，以减少通光路径中作为散射源的晶界数目，而气孔率不能得到很好的控制，将大大影响陶瓷的功能特性。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供了一种激光辐照功能陶瓷的气氛控制装置，以针对激光辐照区域气体成分及流速的稳定控制。

一种气氛控制装置，其特征在于：该气氛控制装置腔体密封，保证气密性；腔体留有用于激光照射的窗口；气瓶、稳压阀、压力表依次串联后通过腔体上设的进气孔连接腔体；腔体上的出气孔连接安全阀，安全阀与阀门和流量计的串联系统并联。

进一步腔体留有用于外接真空泵的真空泵接口，用于备用真空泵连接使用。。

进一步腔体侧面制作观察窗，观察人员可看到整个辐照过程；。

本实用新型通过压力表103，可显示气氛炉内的实时压力值；通过流量计可显示气体的流速；通过安全阀105，可在腔内气氛压力高于设定值时，进行放气。本实用新型可以实现对激光辐照区域气体成分及流速的稳定控制。

附图说明

图1是本实用新型功能示意图

101.气瓶，102.稳压阀，103.压力表，104.腔体，105.安全阀，106.阀门，107.流量计，108.激光光源，109.观察窗，110.进气孔，111.出气孔，112.镜片

具体实施方式

本实用新型以CO₂激光器辐照制备高掺Ti系Ta₂O₅基陶瓷为例，本实用新型亦可用于其他激光辐照实验，以针对特定气氛气压及流速下的激光辐照材料改性及制备。

图1是本实用新型功能示意图，实验开始前，将高掺Ti系Ta₂O₅基陶瓷放入腔体，密闭，并将激光光源对准用于激光照射的窗口，窗口装有用于10.6微米激光照射的有增透膜的ZnSe镜片112。打开稳压阀102，气体经气瓶101、稳压阀102、压力表103进入腔体104，使高掺Ti系Ta₂O₅基陶瓷暴露在特定气氛环境下。气体通过出气口，经过阀门106、流量计107，排入空气中；当腔体压强过大时，通过安全阀105放到空气中。通过稳压阀102，根据压力表103显示，调节腔体内压力；通过阀门106，根据流量计107显示，调节出气口的气体流速。通气一定时间后，腔体内充满所需气体，即可打开激光光源108，10.6微米激光经有增透膜的ZnSe镜片后辐射高掺Ti系Ta₂O₅基陶瓷样品，实验者可通过观察窗109观察实验进展。

当需要腔体104内的气氛纯度较高时，需经过真空泵接口连接真空泵，在通气前进行抽真空。