[发明专利]复合场作用下高速金属熔滴/基板碰撞装置及使用方法

说明书

复合场作用下高速金属熔滴/基板碰撞装置及使用方法，光源（9a）和高速摄像机（4a）与金属熔滴/基板碰撞区域对中；打开高频感应加热线圈（7a），将放入石英玻璃管（8a）内的金属颗粒熔化；打开基板加热组件（6）的电源，第一温度传感器（5c）实时监测样片温度变化；金属熔液在脉冲气体的冲击下，产生单一熔滴；产生高速气体，将金属熔滴加速与基体样片碰撞；打开高速摄像机和照明系统，用来观察和记录熔滴形态及其在样片上接触角的变化；超声波振动棒（14a）与基板安装块（5a）接触；调整基板样片（5b）与液滴入射方向的角度；打开超声波发生器电源，对基板样片（5b）产生超声振荡作用，分析处理输入图像，获得实验数据。

技术领域

本发明涉及热喷涂领域的试验装置，尤其涉及热超声复合场作用下高速金属熔滴/基板碰撞试验技术。

背景技术

热喷涂是指将涂层材料加热熔化，用高速气流将其雾化成极细的颗粒，以很高的速度喷射到工件表面，形成涂层。它的结合强度、致密性影响工件耐磨损、耐腐蚀、抗氧化、耐热等方面的性能。锡基、锌基、钴基合金粉等是常用的涂层材料。金属熔滴撞击基板样片后铺展、飞溅的临界条件，润湿角的变化和液/固界面上原子间的交互作用，是材料制备和加工过程中常见的物理化学现象，也是开展热喷涂理论和工程研究的重要输入条件。

目前未检索到有关反映高速流场、热场、超声场复合作用下金属熔滴/基板碰撞试验装置的公开文献。常用的液滴撞击基体装置中，液滴通过重力获得撞击速度，只能通过调节液滴下落高度来改变速度。专利CN105903599A公开了“喷射角度可调整的高速小液滴发生装置”，该装置采用润滑油，液滴通过加速管后速度远不能达到声速，基板样片不能施加热场、超声场。专利CN103940686A公开了“能利用射流产生高速液滴的液体撞击试验件及试验方法”，该装置能够产生500m/s的高速液滴，而液滴是射流液体通过夹缝或孔洞产生，形状和受力状况不易控制。专利CN107127345A公开了“一种气相辅助的金属微液滴制造装置及方法”，该装置采用脉冲气压驱动和高压气体剪切法产生通过加热器熔融的微熔滴，液滴难以获得高速。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合场作用下高速金属熔滴/基板碰撞装置及使用方法。