專利名稱：用于激光輻照功能材料的氣氛控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光加工領(lǐng)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(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前，對功能陶瓷進(jìn)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(jìn)行，不能在燒結(jié)過程中進(jìn)行氣氛補(bǔ)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(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。
例如在激光燒結(jié)高摻Ti系Ta205基陶瓷過程中，若氧氣供壓不充足，則造 成陶瓷發(fā)黑，介電系數(shù)k非常低等問題。又如如透明陶瓷的激光制備中，現(xiàn) 有技術(shù)重點(diǎn)是通過控制激光的功率，光斑大小，離焦量等因素以及燒結(jié)溫度， 保溫時(shí)間，燒結(jié)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(shù)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(fā)明內(nèi)容
本發(fā)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(qū)域氣體成分及流速的穩(wěn)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(wěn)壓閥、壓力表依次串聯(lián)后通過 腔體上設(shè)的進(jìn)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(jì)的串聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)。
進(jìn)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(jìn)一步腔體側(cè)面制作觀察窗，觀察人員可看到整個(gè)輻照過程；。 本發(fā)明通過壓力表103，可顯示氣氛爐內(nèi)的實(shí)時(shí)壓力值；通過流量計(jì)可顯 示氣體的流速；通過安全閥105，可在腔內(nèi)氣氛壓力高于設(shè)定值時(shí)，進(jìn)行放氣。 本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對激光輻照區(qū)域氣體成分及流速的穩(wěn)定控制。


圖l是本發(fā)明功能示意圖 '101.氣瓶，102.穩(wěn)壓閥，103.壓力表，104.腔體，105.安全閥， 106.閥門，107.流量計(jì)，108.激光光源，109.觀察窗，110.進(jìn)氣孔，111. 出氣孔，112.鏡片
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明以C02激光器輻照制備高摻Ti系Ta20s基陶瓷為例，本發(fā)明亦可用于 其他激光輻照實(shí)驗(yàn)，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l是本發(fā)明功能示意圖，實(shí)驗(yàn)開始前，將高摻Ti系TaA基陶瓷放入腔 體，密閉，并將激光光源對準(zhǔn)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(wěn)壓閥102，氣體經(jīng)氣瓶IOI、穩(wěn)壓 閥102、壓力表103進(jìn)入腔體104，使高摻Ti系TaA基陶瓷暴露在特定氣氛環(huán) 境下。氣體通過出氣口，經(jīng)過閥門106、流量計(jì)107，排入空氣中；當(dāng)腔體壓 強(qiáng)過大時(shí)，通過安全閥105放到空氣中。通過穩(wěn)壓閥102，根據(jù)壓力表103顯示， 調(diào)節(jié)腔體內(nèi)壓力；通過閥門106，根據(jù)流量計(jì)107顯示，調(diào)節(jié)出氣口的氣體流 速。通氣一定時(shí)間后，腔體內(nèi)充滿所需氣體，即可打開激光光源108， 10.6微 米激光經(jīng)有增透膜的ZnSe鏡片后輻射高摻Ti系Ta205基陶瓷樣品，實(shí)驗(yàn)者可通 過觀察窗109觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。
當(dāng)需要腔體104內(nèi)的氣氛純度較高時(shí)，需經(jīng)過真空泵接口連接真空泵，在 通氣前進(jìn)行抽真空。
權(quán)利要求
1. 一種用于激光輻照功能材料的氣氛控制裝置，其特征在于該氣氛控制裝置腔體密封；腔體留有用于激光照射的窗口；氣瓶、穩(wěn)壓閥、壓力表依次串聯(lián)后通過腔體上設(shè)的進(jìn)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(jì)的串聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣氛控制裝置，其特征在于腔體留有用于外 接真空泵的真空泵接口。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣氛控制裝置，其特征在于腔體側(cè)面制作觀 察窗。
全文摘要
本發(fā)明是一種用于激光輻照功能材料的氣氛控制裝置，涉及激光加工領(lǐng)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(lǐng)域。目前，對功能陶瓷進(jìn)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(jìn)行，不能在燒結(jié)過程中進(jìn)行氣氛補(bǔ)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(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。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(wěn)壓閥、壓力表依次串聯(lián)后通過腔體上設(shè)的進(jìn)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(jì)的串聯(lián)系統(tǒng)并聯(lián)。本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)對激光輻照區(qū)域氣體成分及流速的穩(wěn)定控制。
文檔編號C04B41/80GK101475404SQ20091007783
公開日2009年7月8日 申請日期2009年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月23日
發(fā)明者季凌飛, 宋大林, 蔣毅堅(jiān), 悅 韓, 岳 高 申請人:北京工業(yè)大學(xué)