6的内螺纹与预先装有第二垫片8的系统支架9外螺纹连接，增加了刚度，减小了冲击振动对石英材料的微喷枪4的影响，微喷枪4采用石英材料通过高温热加工的方法制造，充分利用石英材料的导流性，微喷枪内壁光滑，减小了粉末颗粒在微喷枪内的流动阻力，从而大幅降低微小尺寸直管喷枪的堵塞几率；充分利用石英材料的透明性，方便对微喷枪内粉末颗粒的附着部位进行观察，分析微喷枪尺寸结构上设计的不足并进行优化。
[0022]参照图2，所述的微喷枪4的前端为第一直管I，后端为第二直管III，第一直管I和第二直管III之间为收缩段II，第一直管1、收缩段I1、第二直管III共同构成收缩-直壁结构；第二直管III内径为0.lmm-lmm，长度为20mm-80mm ;最小内径能做到0.1mm,比传统金属加工工艺制造的细长孔内径更小，微喷枪空间分辨率更高，并且气固两相流在经过微喷枪收缩段II时，粒子碰撞内壁反弹形成较大的径向速度分量，所设计的微喷枪第二直管III段长度较长，粒子在该段的反弹次数增加，径向速度分量减小，随着后续气流的加速与推动，其轴向速度分量增大，有利于粒子的加速和进一步控制粒子束的宽度。
[0023]所述的微喷枪4通过超声波水洗去除内壁上的粉末附着，保证其长期稳定的工作。
[0024]所述的送粉软管接头2、紧固件6、微喷枪支架7与系统支架9由金属材料制作而成。金属材料保证了微喷枪系统足够的强度，刚度，且金属结构件便于连接装配，解决了石英结构件强度低，易碎，难以可靠连接装配的固有问题。
[0025]所述的微喷枪支架7与送粉软管接头2通过细牙螺纹旋紧，且第一垫片3与密封圈5在两侧夹紧微喷枪4前端法兰4-1，在固定微喷枪4的同时，保证了其气密性。
[0026]所述的第一垫片3与第二垫片8均采用弹性材料，在装配过程中避免了石英结构件与金属结构件的直接接触，对石英材料的微喷枪4进行了有效保护。
[0027]本发明的工作原理为:
[0028]携带微米级粒度粉末颗粒的高压载气通过送粉软管I进入微喷枪4的第一直管I，然后经收缩段I1、第二直管III喷出，微喷枪支架7与送粉软管接头2通过普通细牙螺纹旋紧，推动弹性材料的密封圈5与第一垫片3从两端挤压微喷枪4的前端法兰4-1，保证了足够的气密性，使得高压气固两相流只能从第一直管I段进入微喷枪4，并在收缩段II与第二直管III段进行加速。
[0029]石英材料的微喷枪4内壁光滑，减小了粉末颗粒在微喷枪4内的流动阻力，改善了粉末颗粒在微喷枪4内壁的附着情况，从而大幅降低微小尺寸直管喷枪的堵塞几率。气固两相流在经过微喷枪4的收缩段II时，颗粒碰撞内壁反弹形成较大的径向速度分量，而第二直管III段较长，颗粒在该段的反弹次数增加，径向速度分量减小，随着后续气流的加速与推动，其轴向速度分量增大，有利于颗粒的加速与控制颗粒的分散。第二直管III段内径较小，进一步控制了出口处颗粒束的宽度。气固两相流经在微喷枪4完成加速后，高速喷射基板形成沉积。
[0030]在完成颗粒加速后，取出微喷枪4，对其内壁上粉末颗粒的附着情况进行分析，若颗粒附着情况严重，主要通过对微喷枪4的收缩段II斜度和曲率进行改进。为了保证微喷枪4的长时间稳定工作，在实验间隙对其进行超声波水洗。
【主权项】
1.一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，包括微喷枪(4)，其特征在于:微喷枪支架(7)的外螺纹端抵住微喷枪(4)前端法兰(4-1)，微喷枪(4)的前端法兰(4-1)与微喷枪支架(7)的外螺纹端之间设有密封圈(5)，微喷枪支架(7)穿过紧固件(6)的内孔，紧固件(6)抵住微喷枪支架(7)的轴环(7-1)，微喷枪(4)的前端通过微喷枪支架(7)的外螺纹与预先装有第一垫片(3)的送粉软管接头(2)出口连接，送粉软管接头(2)入口和送粉软管(I)连接，微喷枪(4)的后端通过紧固件(6)的内螺纹与预先装有第二垫片(8)的系统支架(9)外螺纹连接，微喷枪(4)采用石英材料通过高温热加工的方法制造。
2.根据权利要求1所述的一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，其特征在于:所述的微喷枪(4)的前端为第一直管(I )，后端为第二直管(III)，第一直管(I )和第二直管(III)之间为收缩段(II )，第一直管(I )、收缩段(II )、第二直管(III)共同构成收缩-直壁结构；第二直管(III)内径为0.1mm-1mm,长度为20mm-80mm。
3.根据权利要求1所述的一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，其特征在于:所述的微喷枪(4)通过超声波水洗去除内壁上的粉末附着，保证其长期稳定的工作。
4.根据权利要求1所述的一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，其特征在于:所述的送粉软管接头(2)、紧固件(6)、微喷枪支架(7)与系统支架(9)由金属材料制作而成。
5.根据权利要求1所述的一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，其特征在于:所述的微喷枪支架(7)与送粉软管接头(2)通过细牙螺纹旋紧，且第一垫片(3)与密封圈(5)在两侧夹紧微喷枪(4)前端法兰(4-1)，保证微喷枪(4)的气密性。
6.根据权利要求1所述的一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，其特征在于:所述的第一垫片(3)与第二垫片(8)均采用弹性材料。
【专利摘要】一种石英金属复合结构防堵塞微喷枪系统，包括微喷枪，微喷枪的前端通过微喷枪支架与预先装有垫片的送粉软管接头连接，送粉软管接头和送粉软管连接，微喷枪的后端通过紧固件与预先装有垫片的系统支架连接，微喷枪采用石英材料通过高温热加工的方法制造，微喷枪的前端为第一直管，后端为第二直管，第一直管和第二直管之间为收缩段，第一直管、收缩段、第二直管构成收缩-直壁结构，携带微米级粒度粉末颗粒的高压载气通过送粉软管进入微喷枪的第一直管，然后经收缩段、第二直管喷出，本发明在保证极高的空间分辨率的同时，大幅降低微小尺寸直管喷枪的堵塞几率。
【IPC分类】B05B9-01
【公开号】CN104549820
【申请号】CN201410830656
【发明人】田小永, 曹家赫, 李涤尘
【申请人】西安交通大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日