[發明專利]懸浮液冷氣動力噴涂系統及其應用

有效

• 申請號: 202010969416.X
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112090609B
• 公開（公告）日: 2021-10-29
• 發明（設計）人: 盧靜;解路;吳應東;湯烈明;孫澄川;李挺
• 申請（專利權）人: 季華實驗室
• 主分類號: B05B7/04
• 分類號: B05B7/04;B05B12/00
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛良

本發明涉及懸浮液冷氣動力噴涂系統及其應用，所述懸浮液冷氣動力噴涂系統包括控制裝置、噴槍裝置、主氣供給裝置、送液氣供給裝置和懸浮液送料器。該系統將納米級材料粉末以液體為介質進行輸送，經霧化噴嘴將懸浮液分散為霧化液滴，并通過加熱氣體攜帶納米級粉末液滴進入噴槍，在拉瓦爾噴槍中加速后噴向基材，最終在基材表面上沉積以形成納米材料涂層。利用冷噴涂技術制備納米材料涂層，可以結合冷噴涂技術的工藝優勢，保證涂層的顯微組織結構與原始納米材料的一致性，避免了材料在噴涂過程中發生改性，從而最大程度保持納米材料涂層的高結合強度、低孔隙率等特性。

技術領域

本發明涉及冷氣動力噴涂技術領域，尤其涉及懸浮液冷氣動力噴涂系統及其應用。

背景技術

冷氣動力噴涂技術是一種操作簡便、安全綠色的材料表面改性新技術。冷氣動力噴涂指在常溫下或較低的溫度下，由超音速氣、固兩相氣流將涂層粉末擊射到基板形成質密涂層。由于該噴涂技術不存在高溫加熱，減少了噴涂過程中高溫氧化、氣化、相變、燒蝕等對涂層性能不利的影響出現，使其在航天航空、增材制造、軌道交通等領域存在廣泛的應用前景。

由于納米材料擁有的高強度、微裂紋少、耐熱震性優、磨損低等特性，近些年納米涂層成為了表面工程領域中非常重要的研究方向。目前對于納米級材料涂層制備主要利用熱噴涂技術，然而熱噴涂過程中的高溫會使納米材料的物理特性發生改變，無法得到理想的納米材料涂層。因此，利用冷噴涂技術制備納米材料涂層，可以結合冷噴涂技術的工藝優勢，保證納米材料涂層的顯微組織結構與原始納米材料的一致性，避免了納米材料發生改性。但由于納米級顆粒粒度過小，流動性較差，導致了噴涂沉積效率較低，沉積效果不甚理想，因而納米材料與冷氣動力噴涂技術還未得到有效的結合應用。

發明內容

鑒于此，有必要提供一種沉積效率較高的懸浮液冷氣動力噴涂系統及其應用。

一種懸浮液冷氣動力噴涂系統，包括控制裝置、噴槍裝置、主氣供給裝置、送液氣供給裝置和懸浮液送料器，所述噴槍裝置包括噴槍；

所述主氣供給裝置和所述噴槍的主氣輸入口連通；

所述送液氣供給裝置和所述懸浮液送料器連通；

所述懸浮液送料器和所述噴槍的液料輸入口連通；

所述噴槍裝置、所述懸浮液送料器、所述主氣供給裝置和所述送液氣供給裝置均分別和所述控制裝置連接。

在一個實施例中，所述主氣供給裝置包括依次連接的液態氣存儲裝置、汽化裝置、緩沖裝置和調壓裝置，所述液態氣存儲裝置用于存儲液化態氣體，所述汽化裝置用于將所述液化態氣體進行汽化處理，所述緩沖裝置用于存儲汽化后的高壓主氣，所述調壓裝置用于將所述高壓主氣調節至預設壓力并恒壓輸出。

在一個實施例中，所述主氣供給裝置為所述噴槍提供主氣，所述主氣為氮氣、氦氣和空氣中的至少一種。

在一個實施例中，所述噴槍裝置還包括機械手，所述噴槍固定在所述機械手上，所述控制裝置和所述機械手連接。

在一個實施例中，所述機械手能進行空間三軸移動與三軸轉動。

在一個實施例中，所述噴槍包括拉瓦爾噴管和水冷套，所述拉瓦爾噴管上設有所述主氣輸入口和所述液料輸入口，所述水冷套包裹在所述拉瓦爾噴管的外部。

在一個實施例中，所述懸浮液送料器設有進氣管路和出液管路；

所述進氣管路的一端和所述送液氣供給裝置連通，所述進氣管路的一端設于所述懸浮液送料器內的懸浮液的液面上方；

所述出液管路的一端和所述噴槍的液料輸入口連通，所述出液管路的一端設于所述懸浮液送料器內的懸浮液的液面下方。