本發(fā)明屬于噴涂工藝領域，具體涉及一種al2o3等離子電化學噴槍及噴涂工藝制造方法。

背景技術：

托卡馬克真空室內(nèi)部件直接承受等離子體熱沖擊、動能沖擊、極高的中子輻照強度、各種復雜射線和強磁場，內(nèi)部件的外表面上的溫度高達500℃～1000℃，真空室內(nèi)部件上的halo電流易與等離子體之間進行耦合，這會在真空室內(nèi)部件的壁面上產(chǎn)生雜散磁場，抑制等離子體的輸運，破壞了等離子體的正常平衡位形，同時，真空室內(nèi)部件還直接面向氘、氚腐蝕性氣體，一旦真空室內(nèi)部件的結構或者材料出現(xiàn)損傷或更換，由于在真空室內(nèi)的工作條件和壞境使得內(nèi)部件很難被修復，所以材料的選擇至關重要。如托卡馬克第一壁材料、離子天線材料、鋰釬液態(tài)tbm涂覆材料和偏濾器材料等。

氧化鋁(al2o3)主要被用于屏蔽模塊、限制器板的絕緣阻氚防氚的涂層材料；同時，al2o3也被于氦冷準靜態(tài)液態(tài)鋰鉛包層的絕緣阻氚防氚材料，主要提供耐中子輻照、防腐、防氚、低電導率、耐高溫的陶瓷絕緣層，彌補其它絕緣材料易活化、易熔化、易老化、易脫落和易腐蝕的缺點。因為氧化鋁(al2o3)涂層在強輻照環(huán)境里具有良好的絕緣性能、機械性能、隔熱保溫性能、耐腐蝕性能、耐中子輻照性能、抗老化性能和低活化性能，不僅提供主動電絕緣、耐高溫、耐腐蝕、低氚滲透率、低吸附力、低出氣率和阻氚防氚，而且還滿足結構的功能、保持真空室的干凈純潔，氧化鋁(al2o3)的涂層材料在托卡馬克應用非常廣泛。

在腐蝕性強、侵略性強的真空室內(nèi)部件外表面上噴涂陶瓷材料，不僅耐磨、耐高溫、抗中子輻照，而且這種復合涂層對疲勞強度會起到很好的削弱作用，al2o3涂層材料具有很低的出氣率、很好的真空性能，在托卡馬克真空室內(nèi)表面濺射一層al2o3陶瓷涂層，能很好地防止真空室漏電、漏水、漏氣，能夠協(xié)助托卡馬克裝置持續(xù)保持10^-5bar的真空度，維持真空室純潔度，涂到真空室內(nèi)的水冷管外壁面，阻氚滲透進入不銹鋼管的冷卻水中，污染環(huán)境；減少了等離子體放電期間的輝光清洗次數(shù)，增加了真空室的彈性剛度、電阻率、耐腐蝕和耐高溫，降低了真空室焊縫溫度過高出現(xiàn)軟化的危險，也可以在真空室內(nèi)部件的支撐接觸表面濺射一層al2o3陶瓷涂層，解決塊狀al2o3做絕緣部件非常占據(jù)空間的問題，而且加工非標準陶瓷件的成本非常昂貴，al2o3陶瓷塊容易破碎，影響其結構功能，利用噴涂技術，使al2o3著附在結構功能金屬板上,可以大大節(jié)約真空室內(nèi)的寶貴空間，增強絕緣部件的布置的靈活性，減少附加的支撐系統(tǒng)，降低真空室內(nèi)部件的設計難度。而且al2o3能與sic、aln復合成一種更穩(wěn)定的陶瓷涂層，能夠承受更高的溫度和具有更好的熱力性能。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提出一種al2o3等離子電化學噴槍及噴涂工藝制造方法，防止真空室漏電、漏水、漏氣。

本發(fā)明的技術方案如下：一種al2o3等離子電化學噴槍，其特征在于：包括輸送端，輸送端中有送料管、惰性氣體輸送管，輸送端右側與反應腔連接，鎢電極位于反應腔的內(nèi)部左側，反應腔內(nèi)部安裝電源正極，噴嘴位于反應腔的右端，電源負極位于待噴涂的板上，反應腔的外表面安裝調(diào)位線圈，反應腔的電源正極位置上，安裝有混合輸送管。

一種al2o3等離子電化學噴涂工藝制造方法，包括以下步驟：

步驟一：alcl3溶液輸送至送料管；

步驟二：反應腔的鎢電極、電源正極和電源負極，電源的鎢電極由20v～200vac變化，根據(jù)鎢電極和電源正極的距離及惰性氣體的擊穿特性，鎢電極啟動電壓，由1000v～1500v可選擇性地ac變化；電源正極的運行電壓由5v～150vac變化，電源正極的啟動電壓根據(jù)電源正極與電源負極的距離和噴嘴的惰性氣體溫度由200v～1000v可選擇性地ac變化；

步驟三：惰性氣體輸送管輸入進氬氣，形成惰性氣體流，使得氬氣在鎢電極、電源正極和電源負極之間形成穩(wěn)定的定向氣體流場，然后根據(jù)鎢電極和電源正極之間距離，依次啟動電源正極、電源鎢電極，點燃擊穿惰性氣體流；

步驟四：在電源正極附近，由混合輸送管輸送nh3·h2o和tio2，使得al2o3能夠在反應腔制備，alcl3不斷地被吸進反應腔，使得al³⁺和cl^-在鎢電極附近被電離，產(chǎn)生cl2和al³⁺，在al³⁺到達鎢電極的位置之前，al³⁺會被電場加速至電源正極，與nh4·h2o、tio2發(fā)生反應，生成al2tio5和al2o3復合陶瓷涂料；

步驟五：生成的al2o3復合陶瓷涂料由噴嘴噴出至電源負極，著附在待噴涂板，形成al2o3復合陶瓷涂層，al2o3復合陶瓷涂層含有fe-cl-al-ti離子共價鍵和原子晶體共價鍵。

所述步驟一至步驟五的全部過程均在電子監(jiān)控下完成。

所述步驟一中，溶液流速為0.01l/s～500l/s。

本發(fā)明的顯著效果在于：利用噴涂技術，使al2o3著附在結構功能金屬板上,可以大大節(jié)約真空室內(nèi)的寶貴空間，增強絕緣部件的布置的靈活性，減少附加的支撐系統(tǒng)，降低真空室內(nèi)部件的設計難度。而且al2o3能與sic、aln復合成一種更穩(wěn)定的陶瓷涂層，能夠承受更高的溫度和具有更好的熱力性能。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的al2o3等離子電化學噴槍示意圖

圖中：1送料管、2惰性氣體輸送管、鎢電極3、輸送端4、反應腔5、電源正極6，電源負極7、噴嘴8、混合輸送管9

具體實施方式

一種al2o3等離子電化學噴槍，包括輸送端4，輸送端4中有送料管1、惰性氣體輸送管2，輸送端4右側與反應腔5連接，鎢電極3位于反應腔5的內(nèi)部左側，反應腔5內(nèi)部安裝電源正極6，噴嘴8位于反應腔5的右端，電源負極7位于待噴涂的板上。反應腔5的外表面安裝調(diào)位線圈8。反應腔5的電源正極6位置上，安裝有混合輸送管9。

一種al2o3等離子電化學噴涂工藝制造方法：包括以下步驟：

步驟一：alcl3溶液輸送至送料管1，溶液流速為0.01l/s～500l/s。

步驟二：反應腔5的鎢電極3、電源正極6和電源負極7，電源的鎢電極3由20v～200vac變化，根據(jù)鎢電極3和電源正極6的距離及惰性氣體的擊穿特性，鎢電極3啟動電壓，由1000v～1500v可選擇性地ac變化；電源正極6的運行電壓由5v～150vac變化，電源正極6的啟動電壓根據(jù)電源正極6與電源負極7的距離和噴嘴8的惰性氣體溫度由200v～1000v可選擇性地ac變化。

步驟三：惰性氣體輸送管2輸入進氬氣，形成惰性氣體流，使得氬氣在鎢電極3、電源正極6和電源負極7之間形成穩(wěn)定的定向氣體流場，然后根據(jù)鎢電極3和電源正極6之間距離，依次啟動電源正極6、電源鎢電極3，點燃擊穿惰性氣體流。

步驟四：在電源正極6附近，由混合輸送管9輸送nh3·h2o和tio2，使得al2o3能夠在反應腔5制備，alcl3不斷地被吸進反應腔5，使得al³⁺和cl^-在鎢電極3附近被電離，產(chǎn)生cl2和al³⁺，在al³⁺到達鎢電極3的位置之前，al³⁺會被 電場加速至電源正極6，與nh4·h2o、tio2發(fā)生反應，生成al2tio5和al2o3復合陶瓷涂料。

步驟五：生成的al2o3復合陶瓷涂料由噴嘴8噴出至電源負極7，著附在待噴涂板，形成al2o3復合陶瓷涂層，al2o3復合陶瓷涂層含有fe-cl-al-ti離子共價鍵和原子晶體共價鍵。

步驟一至步驟五的全部過程均在電子監(jiān)控下完成。