[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

摘要

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。

主权项

1.复合场作用下高速金属熔滴/基板碰撞装置，由高压气瓶（2）、气体三联件（11）、减压阀组（12）构成的气源系统通过电磁阀组件（13）分别为微液滴发生装置（8）和高速气体组件（10）提供所需压力的气体，高速摄像组件（4）由高速摄像机（4a）和相机支架（4b）组成，其特征在于基板安装组件（5）包括使用基板样片压板（5d）固定在基板安装块（5a）上的基板样片（5b），第一温度传感器（5c）用来测量基板样片的实时温度；基板加热组件（6）由电加热板（6a）和第一可调温控器（6b）组成，与基板安装块（5a）相连接，用来加热基板样片（5b），通过旋转基座（5f）及紧定螺钉（5g）能够调整基板样片（5b）与液滴入射方向的角度；金属熔滴加热组件（7）包括高频感应加热线圈（7a）和第二可调温控器（7b），为微液滴发生装置（8）提供热源；微液滴发生装置（8）包括由玻璃管下密封法兰（8f）、第一导向轴（8g）、高频感应加热线圈安装板（8h）、第二导向轴（8i）、微熔滴发生器基座（8j）构成的安装框架，以及放置在玻璃管下密封法兰与玻璃管上密封法兰（8b）之间，通过氟密封O圈（8k）密封的石英玻璃管（8a）；石英玻璃管中放置有采用高频感应加热线圈（7a）熔化的金属熔液（8l），通过设置在玻璃管上密封法兰的第二温度传感器（8e）测量金属熔液的温度；玻璃管上密封法兰上还设置有脉冲气流入口（8c）、脉冲气流出口（8d），用以产生压力脉冲从而在石英玻璃管下端喷射出金属微液滴；背光源组件（9）包括光源（9a）和光源支架（9b），为高速摄像机提供照明；高速气体组件（10）包括安装在管道夹具（10c）上的高速气体管道（10b），管道前端连接有拉瓦尔喷嘴（10a）；管道夹具放置在由第一步进电机驱动器（18）控制的第一单轴电移动平台（10e）上的竖直导向轴（10d）上，能够沿竖直和水平方向移动；高速摄像组件（4）、基板安装组件（5）、基板加热组件（6）、金属熔滴加热组件（7）、微液滴发生装置（8）、背光源组件（9）、高速气体组件（10）均安装在暗箱（22）中以获取高分辨率的图像信号；减压阀组（12）包括脉冲气体减压阀（12a）和高速气体减压阀（12b）；电磁阀组件（13）由安装在电磁阀安装基座（13a）上的脉冲气体进气电磁阀（13b）、脉冲气体排气电磁阀（13c）、高速气体进气电磁阀（13d）组成；超声波组件（14）包括与固定在由第二步进电机驱动器（19）控制的第二单轴电移动平台（14c）上的夹具（14b）相连接的超声波振动棒（14a）以及超声波发生器（14d）。/n