[发明专利]一种用于模拟颗粒沉积成型的试验装置及方法

权利要求书

1.一种模拟颗粒沉积成型的试验装置，包括升降台装置、熔化装置、脉冲气体控制系统以及控温预热装置，其特征在于，所述的升降台装置包括丝杠(1)、光杆(2)、滑块(3)、升降平台(4)、底部平台(5)，丝杠(1)与光杆(2)通过滑块(3)连接，垂直固定在底部平台(5)上，升降平台(4)连接在滑块(3)上，所述的熔化装置固定在升降平台(4)上，它包括钨坩埚(6)、铜坩埚(8)、以及电弧加热设备(12)，电弧加热设备(12)的钨极(10)从铜坩埚(8)顶部穿过，固定在靠近钨坩埚(8)内壁处，钨坩埚(6)底部开孔(7)，放置在铜坩埚(8)内部并与之固定，铜坩埚(8)的底部布置环形水冷槽(11)，侧壁连接三通气阀(13)分为两路，一路先经过脉冲气体控制系统(14)，然后经过减压阀(15)与氩气气瓶(16)连接，一路经过减压阀(15)直接与氩气气瓶(16)连接，在钨坩埚(6)正下方的底部平台(5)上固定控温预热装置，包括加热设备(21)、热电偶(20)以及温控仪(17)，在加热设备(21)的上方放置基体(19)，热电偶(20)固定在基体(19)上表面，然后与温控仪(17)连接。

2.根据权利要求1所述的一种模拟颗粒沉积成型的试验装置，其特征在于，所述铜坩埚(8)顶部预置观察窗口(9)。

3.根据权利要求1所述的一种模拟颗粒沉积成型的试验装置，其特征在于，所述钨坩埚(6)底部的孔(7)直径范围在1.5～3mm之间。

4.根据权利1所述的一种模拟颗粒沉积成型的试验装置，其特征在于，所述脉冲气体控制系统(14)脉冲频率在1～100Hz之间。

5.应用权利要求1所述的一种模拟颗粒沉积成型的试验装置进行模拟颗粒成型的方法，包括以下工艺步骤：

1)在钨坩埚中加入需熔炼的材料，并密封；

2)调整升降台到预定高度，打开氩气瓶向钨坩埚内充入氩气；

3)待钨坩埚内空气排尽后，接通冷却水，启动电弧加热设备，在钨极与钨坩埚内壁间起弧熔化坩埚内材料；

4)待材料完全熔化后，启动脉冲气体控制系统，向钨坩埚内通入氩气，氩气流量15～20L/min，使钨坩埚与外界达到较大压差，从而使熔融金属从钨坩埚底部的孔喷射出，通过脉冲气体控制系统，调整氩气的注入方式实现熔滴的逐滴喷射或连续喷射；

5)根据摄像装置所拍摄的熔滴图像计算出熔滴的直径，调整脉冲频率和氩气流量，从而获得设定尺寸的均匀熔滴。