[发明专利]一种基于电火花放电的涂层制备装置和方法

权利要求书

1.一种基于电火花放电的涂层制备装置，其特征在于，包括棒状电极（2）、绝缘套筒（1）、基体（4）、工作台（5）、脉冲电源（6）和进给系统（7），所述基体（4）设于工作台（5）上表面，工作台（5）用于控制基体（4）的移动，所述绝缘套筒（1）套设于棒状电极（2）外表面，并且，绝缘套筒（1）的底端低于棒状电极（2）的底端，所述进给系统（7）分别与棒状电极（2）和绝缘套筒（1）的顶部连接，进给系统（7）用于控制棒状电极（2）的上下移动，绝缘套筒（1）的底端设于基体（4）的上部，脉冲电源（6）的正极与棒状电极（2）连接，脉冲电源（6）的负极与基体（4）连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于电火花放电的涂层制备装置，其特征在于，所述基体（4）与绝缘套筒（1）的底端的距离为1-5 mm。

3.根据权利要求1所述的一种基于电火花放电的涂层制备装置，其特征在于，所述棒状电极（2）的直径为1-10 mm，棒状电极（2）的底端与绝缘套筒（1）的底端的距离为2-5 mm。

4.根据权利要求1所述的一种基于电火花放电的涂层制备装置，其特征在于，所述基于电火花放电的涂层制备装置还包括惰性气体（3），所述惰性气体（3）的出气端设于基体（4）与绝缘套筒（1）之间空隙的一侧，用于保护棒状电极（2）和基体（4），避免氧化。

5.基于权利要求1所述的装置一种基于电火花放电的涂层制备方法，其特征在于，步骤如下：

步骤一.将所要制备涂层的源材料颗粒与锌颗粒混合均匀，利用粉末冶金的方式，将混合物压制成棒状电极（2），并将棒状电极（2）放入绝缘套筒（1）中，然后将棒状电极（2）和绝缘套筒（1）与进给系统（7）连接；

步骤二.将棒状电极（2）和基体（4）分别与脉冲电源（6）的正负极连接；

步骤三.涂层准备制备过程中，棒状电极（2）在进给系统（7）的带动下逐步接近基体（4），直至产生放电，放电过程中将产生高温的等离子通道，由于锌的熔点较低，源材料颗粒从棒状电极（2）底端脱落进而粘附到基体（4）表面对应的区域，由于锌的沸点也比较低，部分锌颗粒被气化，从而喷射更多的源材料颗粒进入基体表面，进而实现涂层的制备。

6.根据权利要求5所述的一种基于电火花放电的涂层制备方法，其特征在于，所述步骤一中源材料颗粒为单质金属颗粒和/或合金金属颗粒，所述源材料颗粒和锌颗粒的直径小于50 μm，源材料颗粒和锌颗粒的体积分数为5%-50%。

7.根据权利要求5所述的一种基于电火花放电的涂层制备方法，其特征在于，所述步骤二中脉冲电源为高低压复合电源，高压为3000-5000 V，电流为0.5-1 A，低压为30-50 V，脉冲宽度在1 -1000μs，占空比在1-10%，峰值电流在10-200A。

8.根据权利要求5所述的一种基于电火花放电的涂层制备方法，其特征在于，所述绝缘套筒（1）为陶瓷材料。

9.根据权利要求8所述的一种基于电火花放电的涂层制备方法，其特征在于，所述陶瓷材料为氧化铝陶瓷或氧化锆陶瓷。