[發明專利]用于激光輻照功能材料的氣氛控制裝置

無效

• 申請號: 200910077834.1
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN101475404A
• 公開（公告）日: 2009-07-08
• 發明（設計）人: 季凌飛;高岳;韓悅;宋大林;蔣毅堅
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: C04B41/80
• 分類號: C04B41/80
• 代理公司: 北京思海天達知識產權代理有限公司
• 代理人: 劉 萍

技術領域

本發明涉及激光加工領域，尤其是針對特定氣氛氣壓及流速下的激光輻照陶瓷材料改性領域。

背景技術

目前，對功能陶瓷進行激光輻照，使其功能改性的過程大多在空氣、常壓的條件下進行，不能在燒結過程中進行氣氛補償和控制，對于功能陶瓷的性能改善有很大影響，制約了該技術的進一步發展。

例如在激光燒結高摻Ti系Ta₂O₅基陶瓷過程中，若氧氣供壓不充足，則造成陶瓷發黑，介電系數k非常低等問題。又如如透明陶瓷的激光制備中，現有技術重點是通過控制激光的功率，光斑大小，離焦量等因素以及燒結溫度，保溫時間，燒結氣氛等來控制陶瓷的晶粒取向生長，以減少通光路徑中作為散射源的晶界數目，而氣孔率不能得到很好的控制，將大大影響陶瓷的功能特性。

發明內容

本發明的目的是提供了一種激光輻照功能陶瓷的氣氛控制裝置，以針對激光輻照區域氣體成分及流速的穩定控制。

一種氣氛控制裝置，其特征在于：該氣氛控制裝置腔體密封，保證氣密性；腔體留有用于激光照射的窗口；氣瓶、穩壓閥、壓力表依次串聯后通過腔體上設的進氣孔連接腔體；腔體上的出氣孔連接安全閥，安全閥與閥門和流量計的串聯系統并聯。

進一步腔體留有用于外接真空泵的真空泵接口，用于備用真空泵連接使用。。

進一步腔體側面制作觀察窗，觀察人員可看到整個輻照過程；。

本發明通過壓力表103，可顯示氣氛爐內的實時壓力值；通過流量計可顯示氣體的流速；通過安全閥105，可在腔內氣氛壓力高于設定值時，進行放氣。本發明可以實現對激光輻照區域氣體成分及流速的穩定控制。

附圖說明

圖1是本發明功能示意圖

101.氣瓶，102.穩壓閥，103.壓力表，104.腔體，105.安全閥，106.閥門，107.流量計，108.激光光源，109.觀察窗，110.進氣孔，111.出氣孔，112.鏡片

具體實施方式

本發明以CO₂激光器輻照制備高摻Ti系Ta₂O₅基陶瓷為例，本發明亦可用于其他激光輻照實驗，以針對特定氣氛氣壓及流速下的激光輻照材料改性及制備。

圖1是本發明功能示意圖，實驗開始前，將高摻Ti系Ta₂O₅基陶瓷放入腔體，密閉，并將激光光源對準用于激光照射的窗口，窗口裝有用于10.6微米激光照射的有增透膜的ZnSe鏡片112。打開穩壓閥102，氣體經氣瓶101、穩壓閥102、壓力表103進入腔體104，使高摻Ti系Ta₂O₅基陶瓷暴露在特定氣氛環境下。氣體通過出氣口，經過閥門106、流量計107，排入空氣中；當腔體壓強過大時，通過安全閥105放到空氣中。通過穩壓閥102，根據壓力表103顯示，調節腔體內壓力；通過閥門106，根據流量計107顯示，調節出氣口的氣體流速。通氣一定時間后，腔體內充滿所需氣體，即可打開激光光源108，10.6微米激光經有增透膜的ZnSe鏡片后輻射高摻Ti系Ta₂O₅基陶瓷樣品，實驗者可通過觀察窗109觀察實驗進展。

當需要腔體104內的氣氛純度較高時，需經過真空泵接口連接真空泵，在通氣前進行抽真空。