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申请/专利权人：南京航空航天大学

摘要：本发明公开了一种辅助碳化硅纳米线定向植入铝合金的激光喷头，涉及表面改性设备领域，该激光喷头包括进料口、可调节移动系统、超声波振动分筛系统、连接头、风机供气系统、增压针吹锥管、激光头、喷线头。通过振动分筛系统。可将具有一定长径比的碳化硅纳米线定向分筛，使纳米线定向沉降到喷头底部。气流通过连接头从底部喷出，与碳化硅纳米线移动轨迹分离，防止了气流在喷头内部使纳米线无规则紊乱排列。后利用吹管飞针的原理，通过微管孔径变化增加压强和流速，在调节系统的移动下将纳米线以一定的设定角度喷射出去，插入在激光作用下的熔池表面，凝固钉扎。解决了纳米线在熔池表面随机分布的问题，此钉扎纳米线层可作为中间层，通过层间增韧来大幅度提高两种材料接头强度。

主权项：1.一种辅助碳化硅纳米线植入铝合金的激光喷头，其特征在于，包括1-进料口、2-可调节移动系统、3-超声波振动分筛系统、4-连接头、5-风机供气系统、6-增压针吹锥管、7-激光头、8-喷线头；所述1-进料口用于输入碳化硅纳米线，进料口外接纳米线输送管，与外部驻料腔相连。圆形进料口处于可移动滑轨上，在2-调节系统作用下可实现送料口随喷头位置变化而灵活改变；所述2-可调节系统用于调节喷头位置，改变不同喷射角度，21-步进电机根据接收到电信号后顺时针转动，通过22-上齿轮连接轨、23-下齿轮轨，传递位移，上段连接杆与25-支撑柱之间设有24-滑轨，在齿轮运动下可实现支撑柱与连接杆的相对移动，26-伸缩管一端连接壳体，一端连接4-连接头，在稳定喷头的同时可以跟喷头上部移动协同伸缩，联动以保证喷头有灵敏精确的移动，尤其便于在激光烧蚀铝合金表面产生熔池过程中随时调节喷线位置；所述3-超声波振动系统，用于将电信号转换为振动信号，31-超声波振动发生器产生振动信号通过连接口传输到33-一级过筛铝网上，33-一级过筛铝网与34-二级筛分导流板接线相连，使得34-二级筛分导流板也发生振动。在振动过程中纳米线填入341-凹槽，在重力和机械振动的作用下流入喷头底部，避免因摩擦而停滞在腔壁；所述4-连接头由铝合金制成，通过螺纹连接喷头的上下两部分，其由两个圆环体相连，41-外部圆环体作为连接头的实心外壳，42-内部圆环体中空，上部封闭，下部开放，内外圆环体左侧由43-中空管道相连，穿过实心外壳连接51-风机。内外圆环体右侧由44-实心圆柱体相连，用于稳定结构。内圆环体长于外圆环体，可嵌入喷头的下部，作为独立的气流通道，此分离设计可防止气流与纳米线过早接触而改变运动形态；所述5-风机供气系统由51-马达和风扇组成，与连接头43-左侧管道相连，风机可通过此向内圆环体内输出气体，气体随内圆环体从下部开放出口流出到达底部入线口，单独风机接口可随时调节气体流速和起止时间；所述6-增压针吹锥管由两根直径不同的腔管组成，气流从直径较大的61-内腔沿锥壁运动，流入直径较小的62-微管使得小直径管内压强大，流速变快使得纳米线从8-喷线头喷出时的初速度变大，达到更大的入射动能，确保钉扎效果；所述7-激光头可控参数调节热输入从而影响铝合金表面熔池的深度和形貌。

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百度查询： 南京航空航天大学 一种辅助碳化硅纳米线植入铝合金的激光喷头