[發明專利]用于低壓冷噴涂的帶有微型反應器和盒的料斗

在審

• 申請號: 201780054814.5
• 申請日: 2017-09-07
• 公開（公告）號: CN109843422A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發明（設計）人: R·G·梅夫;V·萊什欽斯基;E·斯特朗班;D·杜林斯基;Z·巴倫
• 申請（專利權）人: 泰斯索尼克股份有限公司
• 主分類號: B01F5/26
• 分類號: B01F5/26;C23C24/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 趙培訓

本發明公開了一種反應性料斗組件，其進料給用于施加粉末涂料的低壓冷噴涂施加裝置。粉末進料盒將粉末進料提供至反應室。葉輪殼體與所述反應室相互連接，用于從所述反應室接收粉末進料，用于計量從所述反應室所接收的粉末進料。料斗容器從所述葉輪殼體接收經計量的粉末進料，用于將粉末提供至所述低壓冷噴涂施加裝置。所述反應室流體地連接至反應氣體源，用于化學改性所述粉末進料，用于原位減少所述粉末進料的表面氧化。

現有申請

本申請要求于2016年9月7日提交的美國臨時專利申請第62/384,353號的優先權，所述美國臨時專利申請的內容被通過引用包含于本文中。

技術領域

本發明總體涉及一種與微型反應器組合的緊湊型料斗，該緊湊型料斗適用于采用增加的沉積速率原位處理在低壓冷噴涂工藝中使用的粉末。

背景技術

通過低壓冷噴涂(LPCS:low pressure cold spraying)工藝例如在鋁、鋼以及其它合金部件上沉積顆粒迄今為止只能通過沉積鋁、銅以及鎳顆粒(其具有在大約45-50μm之間的尺寸范圍并且提供低粘附強度以及大約12-15％的沉積效率)來實現。顆粒表面上的氧化物層的存在使得難以利用LPCS工藝形成高粘附性顆粒涂層，同時氧化物層厚度的減小允許沉積具有更高的粘附性以及顯著地改進的涂層/基材界面結構的涂層[R.Gr.Maev，V.Leshchynsky，Cold Gas Dynamic Spray(冷氣體動態噴涂)，CRC Press，2016，340p]。

為了通過LPCS以高沉積效率獲得高粘附性涂層，氧化物層必須被最大程度地改變、減少或從顆粒表面去除。存在一些用于減少氧化物膜的可行方法，包括顆粒的機械分解、反應/等離子體工藝或熱處理。例如，對于根據[A.Kimura等人，Reduction mechanismof surface oxide in aluminum alloy powders containing magnesium studied by x-ray photoelectron spectroscopy using synchrotron radiation(使用同步輻射通過X射線光電子能譜研究含有鎂的鋁合金粉末中的表面氧化物的還原機理)，Appl.Phys.Lett.70/26，(1997)3615-3619]的鋁粉末，氧化物層的去除需要：(a)在反應區域中存在少量的Mg(質量百分比超過0.01％)以及(b)高于773°K的活化溫度。考慮到大多數鋁合金粉末(例如，Al 6022粉末)含有0.45-0.70％(質量百分比)的Mg，這樣的粉末適合于通過熱處理去除氧化物層。

然而，氧化物層從鋁基合金粉末的簡單的去除可能不夠，因為在暴露至環境的金屬Al6022粉末上將再次形成天然氧化鋁涂層。為了防止再氧化，可使用Al合金粉末的直接原位氮化來破壞Al氧化物膜以及在顆粒表面上形成非常薄的AlN島[T.B.Sercombe和G.B.Schaffer，On the role of tin in the nitridation of aluminum powder(關于錫在鋁粉末的氮化中的作用)，Scr.Mater.55，(2006)323-328]。

雖然美國專利第4,808,042號已經公開了料斗-微型反應器(其由粉末盒保持件以及打開系統、具有混合裝置和粉末閥的反應容器以及粉末進料計量盤單元組成)的示意圖，但是沒有人能夠證明此種料斗-微型反應器能夠可行地適用于為了消除氧化膜問題的目的的LPCS應用。因此，開發一種能夠解決與現有技術的組件相關聯的問題同時仍以經濟的方式傳遞粉末進料的進給組件將是可取的。

發明內容