[发明专利]用于原位研究激光熔覆过程的装置

说明书

本发明公开了一种用于原位研究激光熔覆过程的装置，包括：实验舱，包括舱体、第一密封盖和第二密封盖，舱体的两端具有开口，舱体上设有第一窗口、第二窗口以及用于观察的第三窗口，第一密封盖和第二密封盖分别可拆卸地设于舱体两端的开口处，第一密封盖上设有X射线入口，第二密封盖上设有X射线出口；样品台，可拆卸地设于舱体内并用于装夹基材和熔覆材料；照明系统，设于舱体内；激光熔覆系统，设于舱体上并能够通过第一窗口向舱体内射入激光束；成像系统，设于舱体上并能够通过第二窗口记录激光熔覆的过程。上述的用于原位研究激光熔覆过程的装置能够研究激光熔覆过程中产生的动态和瞬态现象，有利于更直观地对激光熔覆过程进行表征分析。

技术领域

本发明涉及激光熔覆技术领域，特别涉及一种用于原位研究激光熔覆过程的装置。

背景技术

生活中，利用激光熔覆技术能够在低成本的基材表面制备高性能的熔覆层，从而能够改善基材表面的耐腐蚀性、耐热性、耐磨性和抗氧化性，同时有利于减少贵重金属材料或稀有金属材料的消耗。

进行激光熔覆时，需要利用激光束作用于基材表面的熔覆材料，从而使熔覆材料以及基材的表层一同熔凝并在基材的表面形成熔覆层，该熔覆层能够起到保护基材的作用，其中，在上述的过程中会产生许多动态和瞬态现象，包括粉末的熔化和部分汽化、熔融金属的流动、粉末的喷射和重新分布、晶粒的形成和生长、快速凝固和非平衡相变等，而通过实验原位研究上述过程中的动态和瞬态现象，有利于更直观地对激光熔覆过程进行表征分析，以便于优化工艺参数，从而制备出性能更加优异的熔覆层以满足市场需求，为此，亟需一种用于原位研究激光熔覆过程的装置以满足研究需求。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于原位研究激光熔覆过程的装置，能够研究激光熔覆过程中产生的动态和瞬态现象，有利于更直观地对激光熔覆过程进行表征分析。

根据本发明实施例的用于原位研究激光熔覆过程的装置，包括：实验舱，所述实验舱包括舱体、第一密封盖和第二密封盖，所述舱体的两端具有开口，所述舱体上设置有用于入射激光的第一窗口、用于成像的第二窗口以及用于观察的第三窗口，所述第一密封盖和所述第二密封盖分别可拆卸地设置于所述舱体两端的开口处，所述第一密封盖上设置有X射线入口，所述第二密封盖上对应所述X射线入口的位置设置有X射线出口；样品台，所述样品台可拆卸地设置于所述舱体内并用于装夹基材和熔覆材料；照明系统，所述照明系统设置于所述舱体内；激光熔覆系统，所述激光熔覆系统设置于所述舱体上并能够通过所述第一窗口向所述舱体内射入用于扫描基材和熔覆材料的激光束；成像系统，所述成像系统设置于所述舱体上并能够通过所述第二窗口记录激光熔覆的过程。

根据本发明实施例的用于原位研究激光熔覆过程的装置，至少具有如下有益效果：进行实验时，首先将所述第一密封盖和/或所述第二密封盖从所述舱体上拆卸下来，随后将所述样品台从所述舱体内拆卸下来并将基材和熔覆材料装夹于所述样品台上，随后将所述样品台重新安装于所述舱体内并将所述第一密封盖和/或所述第二密封盖重新安装于所述舱体上，随后打开照明系统，随后由所述X射线入口射入同步辐射光源提供的X射线，X射线穿过所述样品台并由所述X射线出口射出，最后通过所述激光熔覆系统发射激光束对装夹于所述样品台的基材和熔覆材料进行扫描并通过所述成像系统记录激光熔覆的过程，上述的用于原位研究激光熔覆过程的装置能够研究激光熔覆过程中产生的动态和瞬态现象，有利于更直观地对激光熔覆过程进行表征分析。

根据本发明的一些实施例，所述第一密封盖上设置有可封闭的第一通气口，所述第二密封盖上设置有可封闭的第二通气口。

根据本发明的一些实施例，所述第一通气口设置于所述第一密封盖的下部，所述第二通气口设置于所述第二密封盖的上部。

根据本发明的一些实施例，所述舱体上设置有用于抽取所述舱体内的气体的分子泵以及用于测量所述舱体内的气压的真空计。