1.本发明涉及激光熔覆技术领域，特别涉及一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台。


背景技术：

2.现有技术中，钛合金涂层材料由于具有优异的耐蚀性和较高的强度而被广泛应用于航空航天、国防工业和海洋工程等领域，常见的制备钛合金涂层的方式主要有热喷涂技术、等离子熔覆技术和激光熔覆技术，其中，激光熔覆技术的应用最为广泛。
3.进行激光熔覆时，需要通过激光束扫描放置在基板上的钛合金粉末并使得钛合金粉末以及基板的表面产生熔融现象，熔融的部分冷却后在基板的表面形成钛合金涂层，其中，在上述的过程中会产生许多动态和瞬态现象，包括粉末的熔化和部分汽化、熔融金属的流动、粉末的喷射和重新分布、晶粒的形成和生长、快速凝固和非平衡相变等，而通过实验原位研究上述过程中的动态和瞬态现象，对于进一步理解钛合金涂层的激光熔覆过程至关重要，其有利于改进钛合金涂层的激光熔覆工艺，从而能够减少或者消除钛合金涂层在激光熔覆过程中所产生的的微观结构缺陷，为此，亟需一种可灵活更换样品的样品台以满足研究需求。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台，能够根据研究需求灵活地更换样品。
5.根据本发明实施例的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台，包括：底座；夹持组件，所述夹持组件包括安装座、第一压板、样品型模以及两个石墨板，所述安装座设置于所述底座上，所述第一压板可拆卸地设置于所述安装座的侧部，两个所述石墨板夹置于所述第一压板和所述安装座之间，所述安装座上对应所述石墨板设置有第一避让缺口，以使所述安装座的上部呈u型，所述第一压板上对应所述石墨板设置有第二避让缺口，以使所述第一压板呈u型，所述样品型模夹置于两个所述石墨板之间，所述样品型模的中部设置有用于嵌设基板的矩形通孔，所述样品型模的顶部设置有连通于所述矩形通孔的第三避让缺口。
6.根据本发明实施例的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台，至少具有如下有益效果：使用时，将基板嵌设于所述样品型模的矩形通孔内，所述石墨板的侧壁、所述第三避让缺口的侧壁以及基板的顶壁围合形成一容纳腔，随后将钛合金粉末铺设于该容纳腔内以形成预制粉床，最后通过激光束从顶部扫描预制粉床、通过同步辐射光源提供的x射线从侧部射入并穿透所述石墨板和基板，同时通过ccd相机或者cmos相机记录激光熔覆的过程，以便于观察和研究激光熔覆的过程中的动态和瞬态现象，上述的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台结构简单且能够根据研究需求灵活地更换样品，有利于提高实验效率。
7.根据本发明的一些实施例，所述第二避让缺口的宽度小于所述矩形通孔的宽度。
8.根据本发明的一些实施例，所述安装座朝向所述第一压板的一侧和/或所述第一压板朝向所述安装座的一侧对应所述石墨板和所述样品型模设置有限位槽。
9.根据本发明的一些实施例，所述样品型模的高度与所述石墨板的高度相等。
10.根据本发明的一些实施例，所述安装座可拆卸地设置于所述底座上。
11.根据本发明的一些实施例，所述底座的顶部于边缘处设置有第一安装槽，所述安装座的下部插设于所述第一安装槽内，所述安装座的下部的侧面突出于所述底座的侧面，所述底座的侧面对应所述安装座的下部设置有第二压板，所述第二压板上设置有安装通孔，所述安装通孔内活动穿设有连接杆，所述连接杆的一端连接于所述底座，所述连接杆的另一端设置有限位部，所述连接杆上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的一端抵接于所述第二压板，另一端抵接于所述限位部。
12.根据本发明的一些实施例，所述底座上设置有加热组件。
13.根据本发明的一些实施例，所述加热组件包括加热管，所述底座包括第一座体和第二座体，所述第一座体和所述第二座体可拆卸连接，所述第一座体朝向所述第二座体的一侧和/或所述第二座体朝向所述第一座体的一侧对应所述加热管设置有第二安装槽。
14.根据本发明的一些实施例，所述底座上设置有温度传感器。
15.根据本发明的一些实施例，所述温度传感器为热电偶。
16.本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
17.本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
18.图1是本发明实施例的整体结构示意图；
19.图2是本发明实施例夹持组件的分解示意图；
20.图3是图1所示结构的分解示意图；
21.图4是图3中a处局部放大示意图。
22.附图标记：
23.基板a、底座100、第一座体110、第一安装槽111、第二座体120、夹持组件200、安装座210、第一避让缺口211、第一压板220、第二避让缺口221、样品型模230、矩形通孔231、第三避让缺口232、石墨板240、限位槽300、第二压板400、连接杆500、限位部510、压缩弹簧600、加热管700、第二安装槽800、温度传感器900。
具体实施方式
24.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
25.在本发明的描述中，需要理解的是，如果涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明
和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，如果出现若干、大于、小于、超过、以上、以下、以内等词，其中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。
27.在本发明的描述中，如果出现第一、第二等词，只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
28.本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。
29.参照图1和图2，根据本发明实施例的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台，包括底座100和夹持组件200。
30.夹持组件200包括安装座210、第一压板220、样品型模230以及两个石墨板240，安装座210设置于底座100上，第一压板220可拆卸地设置于安装座210的侧部，两个石墨板240夹置于第一压板220和安装座210之间，安装座210上对应石墨板240设置有第一避让缺口211，以使安装座210的上部呈u型，第一压板220上对应石墨板240设置有第二避让缺口221，以使第一压板220呈u型，样品型模230夹置于两个石墨板240之间，样品型模230的中部设置有用于嵌设基板a的矩形通孔231，样品型模230的顶部设置有连通于矩形通孔231的第三避让缺口232。具体的，第一压板220通过螺栓连接于安装座210的侧部，当然，第一压板也可以通过卡接结构连接于安装座的侧部，在此不作限定。
31.使用时，将基板a嵌设于样品型模230的矩形通孔231内，石墨板240的侧壁、第三避让缺口232的侧壁以及基板a的顶壁围合形成一容纳腔，随后将钛合金粉末铺设于该容纳腔内以形成预制粉床，最后通过激光束从顶部扫描预制粉床、通过同步辐射光源提供的x射线从侧部射入并穿透石墨板240和基板a，同时通过ccd相机或者cmos相机记录激光熔覆的过程，以便于观察和研究激光熔覆的过程中的动态和瞬态现象，上述的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台结构简单且能够根据研究需求灵活地更换样品，有利于提高实验效率。
32.参照图2，在其中的一些实施例中，第二避让缺口221的宽度小于矩形通孔231的宽度，从而能够限制基板a相对样品型模230上下窜动，有利于提高上述的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台工作时的稳定性。
33.参照图2，在其中的一些实施例中，安装座210朝向第一压板220的一侧和第一压板220朝向安装座210的一侧对应石墨板240和样品型模230设置有限位槽300，限位槽300用于对石墨板240和样品型模230进行限位，以便于装配石墨板240和样品型模230。
34.需要说明的是，在其中的一些实施例中，限位槽也可以仅设置于安装座朝向第一压板的一侧，或者仅设置于第一压板朝向安装座的一侧，在此不作限定。
35.需要说明的是，在其中的一些实施例中，样品型模230的高度与石墨板240的高度相等，有利于防止样品型模230或者石墨板240于限位槽300内上下窜动，从而能够提高上述的一种用于原位研究钛合金涂层激光熔覆过程的样品台工作时的稳定性。
36.需要说明的是，在其中的一些实施例中，安装座210可拆卸地设置于底座100上，以便于更换样品。
37.参照图3和图4，在其中的一些实施例中，底座100的顶部于边缘处设置有第一安装槽111，安装座210的下部插设于第一安装槽111内，安装座210的下部的侧面突出于底座100的侧面，底座100的侧面对应安装座210的下部设置有第二压板400，第二压板400上设置有安装通孔(图中未示出)，安装通孔内活动穿设有连接杆500，连接杆500的一端连接于底座100，连接杆500的另一端设置有限位部510，连接杆500上套设有压缩弹簧600，压缩弹簧600的一端抵接于第二压板400，另一端抵接于限位部510，压缩弹簧600提供的弹性力使得第二压板400能够将安装座210的下部限制于第一安装槽111内，其结构简单且便于安装和拆卸安装座210。具体的，连接杆500远离限位部510的一端螺纹连接于底座100，可调节压缩弹簧600的预紧力。
38.需要说明的是，在其中的一些实施例中，连接杆远离限位部的一端也可以焊接于底座，在此不作限定。
39.需要说明的是，在其中的一些实施例中，底座100上设置有加热组件，用于对底座100和夹持组件200进行预热。
40.参照图3，在其中的一些实施例中，加热组件包括加热管700，底座100包括第一座体110和第二座体120，第一座体110和第二座体120可拆卸连接，第一座体110朝向第二座体120的一侧和第二座体120朝向第一座体110的一侧对应加热管700设置有第二安装槽800，其结构简单，便于装配加热管700。具体的，第一座体110和第二座体120通过螺栓连接，其中，第一安装槽111设置于第一座体110的顶部，相对应的，第二压板400设置于第一座体110的侧部。
41.需要说明的是，在其中的一些实施例中，第一座体和第二座体也可以通过卡接结构连接，在此不作限定。
42.需要说明的是，在其中的一些实施例中，第二安装槽也可以仅设置于第一座体朝向第二座体的一侧，或者仅设置于第二座体朝向第一座体的一侧，在此不作限定。
43.需要说明的是，在其中的一些实施例中，底座也可以是一体式结构，相对应的，加热管设置于底座的外表面，在此不作限定。
44.参照图3，在其中的一些实施例中，底座100上设置有温度传感器900，用于反馈底座100和夹持组件200的温度，以防止底座100和夹持组件200的温度高于钛合金涂层的凝固温度。
45.需要说明的是，在其中的一些实施例中，温度传感器900为热电偶。
46.需要说明的是，在其中的一些实施例中，温度传感器也可以为热电阻，在此不作限定。
47.需要说明的是，在其中的一些实施例中，石墨板240的侧壁、第三避让缺口232的侧壁以及基板a的顶壁围合形成的容纳腔的高度为0.5-3
㎜
，优选为1
㎜
，石墨板240的厚度为0.5-3
㎜
，优选为1
㎜
，第一座体110、第二座体120、安装座210、第一压板220以及样品型模230均为金属材质，优选为纯钛，使得底座100被加热至钛合金涂层的凝固温度或者稍高于该温度时仍能够正常工作，同时使得夹持组件200以及基板a随温度的变化而发生的微小变形相同，从而能够减少干扰实验结果的因素。
48.在本说明书的描述中，如果涉及到“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”以及“一些示例”等参考术语的描述，意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
49.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。