[实用新型]一种电子束沉积喷头

说明书

本实用新型公开了一种电子束沉积喷头，包括喷嘴和高压气体加热器，高压气体加热器内部设有加热腔，高压气体加热器上设有与加热腔连通的高压气体接口，高压气体加热器的上端设有电子束装置连接口；喷嘴为圆锥形喷嘴，喷嘴为中空结构，喷嘴的小端设有供电子束通过的电子束孔，喷嘴的大端与高压气体加热器的下端连接，喷嘴内部沿其周向均匀对称布设有若干拉阀管，拉阀管从喷嘴的大端面延伸至喷嘴的小端面，拉阀管从喷嘴的大端面至小端面方向包括依次连通的收缩段、喉口和扩张段，拉阀管收缩段的入口与高压气体加热器的加热腔连通，喷嘴上在喉口的部位设有与喉口连通的送粉管道。本实用新型能够电子束与粉束在一个结构里实现耦合，保证涂层质量。

技术领域

本实用新型属于电子束沉积技术领域，具体涉及一种电子束沉积喷头，用于复合电子束装置进行高效作业。

背景技术

电子束沉积技术，是将电子束同步引入涂层沉积过程，利用电子束对喷涂颗粒、基材或两者同时加热并使之软化，沉积于基体材料表面，形成包含冶金结合与机械结合的涂层，或者用于3D打印技术，直接对三维模型进行实体打印。

目前，在实现电子束沉积技术的过程中，一般采用电子束与喷枪进行外部耦合达到电子束沉积的效果，一种为电子束装置垂直于基板，喷枪在侧向送粉，一种为喷枪垂直与基板，电子束在侧向输入高密度能量，两种不同的方式归根结底都是两种设备的外部结构上的结合，参与的设备多，装置不够紧凑，同时电子束与粉末接触空间较小。

在现有的进行外部耦合的作业中，涂层质量难以保证，会出现气孔、夹杂、裂纹等缺陷，孔隙率高，热影响区宽，稀释率大，与母材的结合不牢固，结合界面会出现大量垂直于涂层生长方向的裂纹，粉末利用率以及沉积效率低等问题。

实用新型内容

为解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种电子束沉积喷头，本实用新型能够电子束与粉束在一个结构里实现耦合，保证涂层质量。

一种电子束沉积喷头，包括喷嘴和高压气体加热器，高压气体加热器为圆筒形，高压气体加热器内部设有加热腔，高压气体加热器上设有与加热腔连通的高压气体接口，高压气体加热器的上端设有能够与电子束装置连接的电子束装置连接口；喷嘴为圆锥形喷嘴，喷嘴为中空结构，喷嘴的小端设有供电子束通过的电子束孔，喷嘴的大端与高压气体加热器的下端连接，喷嘴内部沿其周向均匀对称布设有若干拉阀管，拉阀管从喷嘴的大端面延伸至喷嘴的小端面，拉阀管从喷嘴的大端面至小端面方向包括依次连通的收缩段、喉口和扩张段，拉阀管收缩段的入口与高压气体加热器的加热腔连通，喷嘴上在喉口的部位设有与喉口连通的送粉管道。

优选的，所有拉阀管的扩张段出口的轴线相交于一点。

优选的，拉阀管收缩段轴线与送粉管道轴线之间的夹角为锐角。

优选的，收缩段和扩张段均为圆台形内孔，收缩段的小端直径在1-10-mm，所述收缩段的长度在3-50mm，所述收缩段的内壁与拉阀管中心轴的夹角在5°-15°；喉口为圆形或椭圆形等圆弧形，喉口的直径在1-10mm；扩张段的出口直径在1-10mm，所述扩张段的内壁与拉阀管中心轴的夹角在5°-15°。

优选的，喷嘴的小端面为内凹的圆锥面。

优选的，高压气体加热器的内腔设有加热元件，高压气体加热器的加热腔壁面设有保温层。

本实用新型具有如下有益效果：