通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备和方法_3

文档序号:9560833阅读:来源:国知局
连接,起到保护传动装置的作用。
[0035]以上所述仅为本发明示意性的【具体实施方式】,并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员,在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改,均应属于本发明保护的范围。而且需要说明的是,本发明的各组成部分并不仅限于上述整体应用,本发明的说明书中描述的各技术特征可以根据实际需要选择一项单独采用或选择多项组合起来使用,因此,本发明理所应当地涵盖了与本案创新点有关的其他组合及具体应用。
【主权项】
1.一种通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,所述通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备包括蒸气供应源(3)、绕丝机构和两个具有一定间距的转向引导单元(2),该绕丝机构能够牵引纤维(1)连续进给,转向引导单元(2)能够在纤维(1)经过该转向引导单元(2)时使纤维(1)转向和定位,蒸气供应源(3)能够向该两个转向引导单元(2)之间供给能够在纤维(1)的表面形成涂层的气体。2.根据权利要求1所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,转向引导单元(2)呈圆柱状结构、或半圆筒状结构、或圆筒状结构,转向引导单元(2)的表面设有沿转向引导单元(2)的周向设置的多个凹槽,该多个凹槽沿转向引导单元(2)的轴向依次排列。3.根据权利要求1所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,两个转向引导单元(2)之间相互平行,两个转向引导单元(2)之间的距离为150mm?250mm,转向引导单元(2)的外径90mm?110mm。4.根据权利要求1所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,两个转向引导单元(2)能够同步的以一个转动轴为轴旋转,该转动轴的轴线平行于两个转向引导单元(2)之间的连线,或蒸气供应源(3)能够以两个转向引导单元(2)之间的连线为轴旋转。5.根据权利要求1所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,两个转向引导单元(2)能够同步的以一个转动轴为轴旋转,该转动轴的轴线垂直于两个转向引导单元(2)的轴线,该绕丝机构包括绕丝轮(4)、绕丝电机(6)和送丝轮(5),绕丝电机(6)能够驱动绕丝轮(4)盘绕和牵引纤维(1),送丝轮(5)能够盘绕纤维(1)以及向两个转向引导单元(2)之间供给纤维(1),绕丝轮(4)、绕丝电机(6)和送丝轮(5)能够与两个转向引导单元(2)同步转动。6.根据权利要求5所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,该转动轴的轴线与两个转向引导单元(2)的轴线位于同一平面内,绕丝轮(4)和送丝轮(5)相互平行,绕丝轮⑷轴线与转向引导单元⑵的轴线平行,绕丝电机(6)设置在两个转向引导单元⑵之间。7.根据权利要求5所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,所述通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备还包括排丝机构,该排丝机构能够使该绕丝机构沿转向引导单元(2)的轴线方向往复移动,该排丝机构和该绕丝机构均能够与两个转向引导单元(2)同步转动。8.根据权利要求7所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,该排丝机构、该绕丝机构和两个转向引导单元(2)沿该转动轴的轴线方向依次排列,该排丝机构包括排丝电机(7)和导向筒(8),排丝电机(7)的输出轴连接有螺杆,该螺杆的轴线与该转动轴的轴线相交并垂直,导向筒(8)套设在该螺杆外,导向筒(8)与该螺杆螺纹连接,该螺杆的轴线与转向引导单元(2)的轴线平行,导向筒(8)仅能沿该螺杆往复移动,导向筒⑶通过连接杆(9)与绕丝电机(6)和送丝轮(5)连接,当排丝电机(7)驱动该螺杆旋转时,导向筒⑶和连接杆(9)能够带动绕丝轮(4)、绕丝电机(6)和送丝轮(5)均沿该螺杆的轴线方向往复移动。9.根据权利要求8所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,该通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备还含有支撑架板(10),排丝电机(7)和该螺杆均固定于支撑架板(10),转向引导单元(2)相对与支撑架板(10)固定,该通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备还含有用于驱动支撑架板(10)以该转动轴为轴旋转的水平轴(11),水平轴(11)的位置与排丝电机(7)相邻。10.根据权利要求9所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,该通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备还含有封闭的壳体(21),该排丝机构、该绕丝机构和两个转向引导单元(2)均设置在该壳体(21)内,在两个转向引导单元(2)之间还有两个蒸气遮蔽板(20),蒸气遮蔽板(20)相对与支撑架板(10)固定,两个转向引导单元(2)均呈圆筒状结构,两个转向引导单元(2)与两个蒸气遮蔽板(20) —一对应连接,蒸气遮蔽板(20)的外径等于该壳体(21)的内径,蒸气遮蔽板(20)上设有用于纤维(1)穿过的通孔。11.根据权利要求9所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备,其特征在于,驱动支撑架板(10)和水平轴(11)之间设有用于给绕丝电机(6)和排丝电机(7)进行水冷的水冷机构,该水冷机构包括双层轴和水冷定子(12),该双层轴包括同轴设置的内筒轴(13)和外筒轴(14),外筒轴(14)的轴线与水平轴(11)的轴线重合,外筒轴(14)的一端与水平轴(11)固定连接,外筒轴(14)的另一端与支撑架板(10)固定连接,水冷定子(12)套设于外筒轴(14)的一端外,水冷定子(12)设有用于向内筒轴(13)内供应液体的进液口(16),水冷定子(12)还设有能够将内筒轴(13)和外筒轴(14)之间的环形密封腔内的液体排出的排液口(15),外筒轴(14)的另一端外设有冷却液入口(17)和冷却液出口(18),冷却液入口 (17)仅与内筒轴(13)内连通,冷却液出口 (18)仅与内筒轴(13)和外筒轴(14)之间的环形密封腔连通,绕丝电机(6)和排丝电机(7)上均设有空心的水冷板,冷却液出口(18)与绕丝电机(6)和排丝电机(7)上的该水冷板的入口连接,冷却液入口(17)与绕丝电机(6)和排丝电机(7)上的该水冷板的出口连接,水冷定子(12)和冷却液出口(18)之间还设有导电滑环(19),导电滑环(19)套设于外筒轴(14)夕卜。12.一种通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的方法,其特征在于,该通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的方法包括以下步骤: 步骤1、牵引纤维(1)持续进给并多次往返绕过两个具有一定间距的转向引导单元(2),所述两个转向引导单元(2)为权利要求1?11中任意一项所述的两个转向引导单元(2),同时向该两个转向引导单元(2)之间供给能够在纤维(1)的表面形成涂层的气体。13.根据权利要求12所述的通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的方法,其特征在于,该气体为金属蒸气,纤维(1)为陶瓷纤维、或碳纤维。
【专利摘要】本发明提供了一种通过物理气相沉积制备连续丝材表面涂层的设备和方法,所述设备包括蒸气供应源(3)、绕丝机构和两个具有一定间距的转向引导单元(2),该绕丝机构能够牵引纤维(1)连续进给,蒸气供应源(3)能够向该两个转向引导单元(2)之间供给能够在纤维(1)的表面形成涂层的气体。通过“连续进给+多次往返+绕轴旋转”的多自由度的运动机构来实现连续丝材的连续给进沉积,在物理气相沉积过程中,可以提高连续丝材表面涂层的厚度均匀性,实现长丝材的连续给进沉积,填补了对用EB-PVD技术制备连续纤维增强钛基复合材料的研究的空白。
【IPC分类】C23C14/56, C23C14/24
【公开号】CN105316646
【申请号】CN201510887999
【发明人】马江宁, 姜春竹, 周国栋, 雷新更, 高巍, 武洪臣, 崔向中, 马国佳
【申请人】中国航空工业集团公司北京航空制造工程研究所
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2015年12月7日
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