[发明专利]一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置

权利要求书

1.一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：包括高能束熔融系统、实验样本系统、原位观测系统和腔体系统，所述实验样本系统设置在腔体系统内部，用以形成并储存实验样本；所述高能束熔融系统设置在腔体外部，提供高能束热源快速融凝实验样本系统送出的金属丝材；所述原位观测系统设置在腔体系统的观察窗外侧，记录金属丝材快速融凝过程、熔体形核行为以及熔池区间的温度分布信息。

2.根据权利要求1所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述高能束熔融系统包括单路高能束热源或多路高能束热源作为熔融金属丝材的能量源，多路高能束热源熔融金属丝材时，丝材位于多路高能束热源中心，多路高能束热源相对丝材均匀分布。

3.根据权利要求2所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述高能束机构热源包括激光束、电子束和离子束中的一种或几种。

4.根据权利要求2所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述多路高能束热源数量为2-20。

5.根据权利要求1或2或3或4所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述高能束熔融系统采用多路高能束热源配置时，系统由多路聚焦光路组成，多路聚焦光路沿来料金属丝材的轴线方向均匀布置形成环列状，多路高能束热源交叉形成一个激光光束汇聚点，来料金属丝材与光束汇聚点在结构上保持同心，使得多路高能束热源在金属丝材表面形成环形均匀加热区域。

6.根据权利要求1所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：实验样本系统包括丝材供料机构、基板供料机构、变位机构和样本回收机构；

所述丝材供料机构包括储丝单元和送丝单元，所述储丝单元包括料仓和储丝管，料仓中紧密排列储丝管，金属丝材原料存放于储丝管中；所述送丝单元包括送丝器和自回复器，送丝器摩擦传动送出金属丝材，出料后自回复器带动储丝管返回料仓；

所述基板供料机构包括基板堆栈、垂直回复单元和水平推出单元，基板堆栈中垂直叠放基板，水平推出单元将基板从堆栈中推出，送入变位机构，垂直回复单元自回复压紧堆栈；

所述变位机构包括多自由度直线运动单元和旋转运动单元，金属丝材在变位机构中快速融凝于基板上成形，旋转运动单元实现基板进料自锁和解锁，并在丝材需旋转成型时旋转基板，带动黏结于基板上的丝材旋转动作，直线运动单元将基板送入回收机构；

所述样本回收机构包括样本仓和回收单元，回收单元利用滑动推送动作将快速融凝后的实验样本有序密排送入样本仓。

7.根据权利要求6所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：多个金属丝材以螺旋线式缠绕密排或正交阵列密排或环形密排或首尾连接式蛇形密排的紧密排布方式存放于丝材供料机构中。

8.根据权利要求6所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述丝材供料机构中可放置不同金属丝材的数量为2-100。

9.根据权利要求6所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：多个实验样本以等螺旋线密排或垂直阵列密排或环形密排或圆形密排或蛇形密排的紧密排布方式存放于样本仓中。

10.根据权利要求6所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述样本回收机构中存储的实验样本数量为1-100个。

11.根据权利要求1所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：原位观测系统包括高速摄像机、高速红外热像仪、焊接相机、微焦X射线高速成像装置和照明光在内的视频及图像观测工具及辅助照明器材。

12.根据权利要求11所述一种卫星载荷金属材料快速熔凝实验装置，其特征在于：所述原位观测系统的视场大小不低于5mm×5mm。