一种喷涂悬浮液的制备方法、装置及其应用与流程

本发明属于喷涂悬浮液制备，尤其涉及一种喷涂悬浮液的制备方法、装置及其应用。

背景技术：

1、基于工业与科技的快速发展，机械设备的工况要求越来越高，需要研制出性能更加优异的减磨，耐磨，耐高温涂层。一方面，可从涂层材料的组织成分入手，设计出具有高强度、硬度或具有自润滑功能的新材料体系，如在硬质的陶瓷涂层或金属-陶瓷涂层中添加具有自润滑作用的润滑相(如石墨、高分子材料等)，提高涂层的减磨性能；另一方面，可从优化热喷涂工艺入手，研究不同体系喷涂涂层的最佳工艺技术参数，为后续的研究工作奠定基础。除上述两方面外，还需在提高喷涂涂层质量的同时降低成本，才能更好地令喷涂技术应用在实际生产中。

2、现提出能够对喷涂悬浮液进行快速精准制备的一种喷涂悬浮液的制备方法、装置及其应用。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种喷涂悬浮液的制备方法、装置及其应用，解决了上述问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种喷涂悬浮液的制备方法，包括以下步骤：

3、步骤一、将y2o3粉末和的超纯水di按照质量比2：3加入至喷涂悬浮液制备装置中，并按照每千克y2o3加入1克有机分散剂的分量，将有机分散剂加入至喷涂悬浮液制备装置中；

4、步骤二、启动喷涂悬浮液制备装置对y2o3、超纯水di以及有机分散剂进行搅拌，搅拌时长为2h至4h，直至喷涂悬浮液的ph值位于3至5内；

5、步骤三、将步骤二中制备的喷涂悬浮液从喷涂悬浮液制备装置中导出，喷涂悬浮液剩余部分从喷涂悬浮液制备装置中的搅拌腔内导出，并被喷涂悬浮液制备装置进行装桶处理，且装桶后的喷涂悬浮液能够被喷涂悬浮液制备装置驱动进行水平方向上的转动，防止装桶的喷涂悬浮液出现沉淀。

6、在上述技术方案的基础上，本发明还提供以下可选技术方案：

7、进一步的技术方案：一次所述喷涂悬浮液的用量为总制备量的40％。

8、一种喷涂悬浮液的制备方法制备的喷涂悬浮液的应用，包括以下步骤：

9、将调和制配的喷涂悬浮液通过送粉器连续输入等离子弧火焰内，通过等离子弧火焰蒸发掉液体水，得到高温烧结后的粉末，并被等离子弧火焰以超音速速率推送工件基体上，实现对工件基体的喷涂。

10、一种使用所述喷涂悬浮液制备方法对喷涂悬浮液进行制备的制备装置，包括机台，还包括：

11、搅拌机构，安装在机台上，用于对y2o3、超纯水di以及有机分散剂进行搅拌处理；

12、装桶机构，安装在机台上，用于配合搅拌机构对制备完成后剩余的喷涂悬浮液进行装桶处理；

13、封盖机构，安装在机台上，用于配合装桶机构、搅拌机构对装有喷涂悬浮液的桶体进行封盖密封处理；

14、其中，所述搅拌机构包括搅拌筒、隔板以及注入管，所述搅拌筒与固定连接在机台上的支架固定连接，三个所述隔板对应安装在开设于搅拌筒上的三个存储腔内，所述注入管贯通存储腔以及开设在搅拌筒上的搅拌腔，所述注入管内安装有阀件，所述隔板与位于存储腔内且与存储腔底部内壁固定连接的压力传感器固定连接，还包括：

15、搅拌组件，安装在搅拌筒上，用于对位于搅拌腔体内的物质进行搅拌处理。

16、进一步的技术方案：所述搅拌组件包括第一电机、第一连接盘、第二连接盘以及杆体，所述第一电机固定连接在搅拌筒上，所述杆体与搅拌筒转动连接且其上端与第一电机的输出轴固定连接，所述第一连接盘套设在杆体上，所述第一连接盘能够通过第一卡接组件卡接在杆体上部，所述杆体下部开设有与第一连接盘螺纹连接的螺纹，所述第一连接盘与第二连接盘转动连接，所述第二连接盘与套设在杆体上的第一弹性件的上端固定连接，所述第一弹性件的另一端与转动连接在搅拌筒底部的第一滑圈固定连接，所述第一连接盘与一端固定连接有搅拌管的连接板的另一端固定连接，所述搅拌管的下端部与转动连接在搅拌筒上的第二滑圈固定连接，所述搅拌管的下部开设有用于促使位于搅拌筒内的液体导出的泄漏孔，所述搅拌管的下端部安装有第一电磁阀，所述搅拌筒下部开设有用于供搅拌管伸出的通孔，所述连接板与绕着搅拌腔圆周开设的第一限位滑槽滑动配合，所述连接板与沿着搅拌筒长度方向开设的限位滑槽滑动配合，还包括：用于促使连接板从第一限位滑槽切入第二限位滑槽内的切位组件。

17、进一步的技术方案：所述切位组件包括楔形块以及第一线性运动件，所述第一线性运动件可拆卸连接在搅拌筒上，所述楔形块插入第一限位滑槽内且与搅拌筒滑动配合，所述楔形块与第一线性运动件的输出轴固定连接。

18、进一步的技术方案：所述第一卡接组件包括卡块、电磁铁以及第二弹性件，所述卡块与开设在第一连接盘以及杆体的卡槽滑动配合，所述第二弹性件位于开设在第一连接盘内的卡槽内且两端分别与卡块以及位于第一连接盘内的卡槽内壁固定连接，两个所述电磁铁分别对应安装在卡块以及第一连接盘上，当第一连接盘需要与杆体连接时，启动电磁铁促使两个电磁铁相斥，此时卡块卡入位于杆体内的卡槽内，促使第一连接盘与杆体相连接，需要解除限位时，促使两个电磁铁相吸附，此时卡块收缩至位于第一连接盘内的卡槽内。

19、进一步的技术方案：所述装桶机构包括驱动盘、旋转筒以及罐装桶，所述驱动盘转动设置在机台上，若干个所述旋转筒呈环形均匀分布在所述驱动盘上且嵌入转动连接在驱动盘上，所述罐装桶卡接在旋转筒内，还包括：

20、驱动组件，安装在机台以及驱动盘上，用于驱动驱动盘以及旋转筒进行水平方向上的转动，所述驱动组件包括第二电机、第一转轴以及转筒，所述第二电机可拆卸连接在机台上，所述第一转轴与可拆卸安装在驱动盘底部的底板转动连接，所述第二电机的输出轴通过齿轮副与第一转轴传动连接，安装在所述第二电机的输出轴上的第一平齿轮能够通过第二卡接组件与第二电机的输出轴卡接，所述转筒套设在第一转轴上且与底板固定连接，所述转筒通过带轮副与第二电机的输出轴传动连接，安装在所述第二电机输出轴上的第一带轮能够通过第三卡接组件卡接在第二电机的输出轴上，所述第一转轴上固定连接有第二平齿轮所述第二平齿轮与第三平齿轮相啮合，所述第三平齿轮与两端对应转动连接在底板以及驱动盘上的第二转轴固定连接，所述第三平齿轮与开设在旋转筒外圆周的齿槽相啮合。

21、进一步的技术方案：所述封盖机构包括供料筒、卡板、第三线性运动件以及安装座，所述供料筒通过安装座安装在机台上，所述卡板插接在供料筒上，所述第三线性运动件可拆卸连接在安装座上，所述第三线性运动件的输出轴与卡板固定连接。

22、所述喷涂悬浮液的制备装置的使用方法，包括以下步骤：

23、s1、相关技术人员通过压力传感器称量相应比例重量的y2o3、超纯水di以及有机分散剂，并将三者通过注入管导入搅拌腔内，此时启动第一电机，第一电机带动通过第一卡接组件卡接在杆体上的第一连接盘进行水平方向上的旋转运动，此时第一连接盘一端沿着第一限位滑槽滑动的同时，推动搅拌管进行轨迹为圆形的运动，对位于搅拌腔体内的物质进行搅拌处理；

24、s2、位于搅拌腔内上下两端的两个浊度计对搅拌腔内的上、下两端的喷涂悬浮液的浊度进行检测，获得上层浊度信息以及下层浊度信息，同时利用安装在搅拌腔内的两个ph值测试仪对喷涂悬浮液上、下部的ph值进行测试；

25、s3、将s2中获取的ph值信息以及浊度信息传输至外部控制器中，控制器获取两个ph值信息中的最小值phmin、两个浊度信息中的最小值zdmin，并将phmin、zdmin与预设的ph阈值以及浊度阈值进行对应对比，若phmin未在ph值阈值之内，则启动位于导入超纯水di的注入管内的阀件，使得超纯水di导入搅拌腔内，促使phmin位于ph值阈值之内，若zdmin未在浊度阈值之内，则持续驱动第一电机带动杆体推动连接板进行运动轨迹为圆的运动，对喷涂悬浮液进行持续搅拌，促使zdmin位于浊度阈值之内；

26、s4、获取两个ph值信息中的ph差值绝对值、获取两个浊度信息中的浊度差值绝对值，将获取的ph值差值绝对值、浊度差值绝对值与预设的ph值差值绝对值阈值以及浊度差值绝对值阈值进行对应对比，若ph值差值绝对值超过ph值差值绝对值阈值，控制器启动第一电机对位于搅拌腔内的喷涂悬浮液进行进一步搅拌，促使ph差值绝对值位于ph值差值阈值之内，若浊度差值绝对值未在浊度差值绝对值阈值之内，控制器启动第一电机对位于搅拌腔内的喷涂悬浮液进行进一步搅拌，促使浊度差值绝对值位于浊度差值绝对值阈值之内；

27、s5、对ph值差值绝对值以及浊度差值绝对值进行无量纲化处理后进行关联，获得搅拌条件系数，将获得的搅拌条件系数与预设的条件系数阈值进行对比，若获取的搅拌条件系数超过条件系数阈值，则启动第二电机带动第二转轴对位于搅拌腔内的喷涂悬浮液进行持续搅拌，所述搅拌条件系数的关联模型为：

28、jb(p,z)＝ws(p×ap+z×az)2(ap+az)-1

29、其中，jb(p,z)为搅拌条件系数，p为ph值差值绝对值，z为浊度差值绝对值，ap为ph值差值绝对值的影响因子，az浊度差值绝对值的影响因子，0≤ap≤1，0≤az≤1，ap+az＝1，ws为分散剂影响因子，当分散剂种类为阴离子型分散剂时，ws＝0.8，当分散剂种类为阳离子型分散剂时，ws＝1，当分散剂的种类为两性离子分散剂时，ws＝1.2，当分散剂种类为嵌段共聚物时，ws＝1.4；

30、s6、开启安装在搅拌筒侧部的第二电磁阀，将混合的喷涂悬浮液导出搅拌腔，对于留存在搅拌腔体内的喷涂悬浮液，启动第一线性运动件拉动楔形块进行水平方向上的线性运动，促使楔形块收缩，使得第一限位滑槽与第二限位滑槽贯通，同时解除卡位组件对第一连接盘与杆体之间的卡位，此时第一弹性件拉动第二连接盘带动第一连接盘沿着杆体进行竖直向下的线性运动，促使第一连接盘滑落至与开设在杆体下部的螺纹处，此时连接板滑落至第二限位滑槽内，此时第一电机带动杆体进行水平方向上的旋转运动，杆体推动连接板沿着第二限位滑槽进行竖直方向上的往复线性运动，当杆体通过通孔伸出搅拌腔时，开启第一电磁阀，此时位于搅拌腔内的喷涂悬浮液经过泄露孔流入搅拌管内，并经过搅拌管导入装桶机构中的罐装桶内；

31、s7、第二电机的输出轴通过第三卡接组件将第一带轮与第二电机的输出轴卡接，此时第二电机通过带轮副带动转筒进行水平方向上的转动，转筒通过底板带动驱动盘进行转动，驱动盘将罐装桶带到位于开设在搅拌筒上的通孔下方，此时第二电机能够通过带轮副带动驱动盘进行转动，实现促使罐装桶进行自转的同时进行公转；

32、s8、驱动盘将罐装桶带到位于开设在搅拌筒上的通孔下方，此时搅拌机构中的第二转轴插入罐装桶内，开启第一电磁阀，促使位于搅拌腔内的喷涂悬浮液导入罐装桶内，等促使若干个罐装桶均罐装有喷涂悬浮液后，转筒通过底板带动驱动盘进行转动，第三线性运动件拉动卡板进行水平方向上的线性运动，促使卡板移出供料筒的内腔，此时位于供料筒内的封盖掉落在旋转筒的上开口处，此时驱动组件驱动驱动盘进行转动，促使承载有封盖的旋转筒移动至开设在搅拌筒上的通孔正下方，此时搅拌机构驱动第三平齿轮沿着通孔伸出搅拌筒，促使第三平齿轮端部抵压封盖，促使封盖卡入罐装桶内，完成将封盖卡入罐装桶内，对罐装在罐装桶内的喷涂悬浮液进行密封封盖处理；

33、s9、启动第二卡接组件促使第二电机的输出轴与第一平齿轮卡接，此时第二电机的输出轴通过齿轮副带动第一转轴进行水平方向上的转动，此时第一转轴带动第二平齿轮进行转动，第二平齿轮通过与之啮合的第三平齿轮推动旋转筒进行水平方向上的转动，旋转筒推动罐装桶进行水平方向上的转动，同时第二电机能够通过带轮副带动驱动盘进行转动，实现促使罐装桶进行自转的同时进行公转，防止罐装的喷涂悬浮液产生沉淀。

34、本发明提供了一种喷涂悬浮液的制备方法、装置及其应用，与现有技术相比具备以下有益效果：

35、1、本发明制备的喷涂悬浮液能够以超音速喷涂技术工艺喷涂到工件基体上，形成纳米级y2o3涂层，y203喷涂悬浮液喷涂涂层致密性高，表面粗度低，且耐磨损，耐高温，抗侵蚀性能优良，适于半导体腔体工件基体上应用。

36、2、本发明提供的喷涂悬浮液制备装置能够对喷涂悬浮液进行制备，且其不仅能够在喷涂悬浮液进行制备时精准控制喷涂悬浮液的ph值指标以及浊度指标，还能够对使用剩余的喷涂悬浮液进行灌装处理，并对罐装处理的喷涂悬浮液进行转动，防止其产生沉淀。

技术特征：

1.一种喷涂悬浮液的制备方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的喷涂悬浮液的制备方法，其特征在于，一次所述喷涂悬浮液的用量为总制备量的40％。

3.权利要求2所述的一种喷涂悬浮液的制备方法制备的喷涂悬浮液的应用，其特征在于，包括以下步骤：

4.一种使用权利要求1所述的喷涂悬浮液制备方法对喷涂悬浮液进行制备的制备装置，包括机台(1)，其特征在于，还包括：

5.根据权利要求4所述的喷涂悬浮液的制备装置，其特征在于，所述搅拌组件(204)包括第一电机(2041)、第一连接盘(2042)、第二连接盘(2043)以及杆体(2044)，所述第一电机(2041)固定连接在搅拌筒(201)上，所述杆体(2044)与搅拌筒(201)转动连接且其上端与第一电机(2041)的输出轴固定连接，所述第一连接盘(2042)套设在杆体(2044)上，所述第一连接盘(2042)能够通过第一卡接组件(2052)卡接在杆体(2044)上部，所述杆体(2044)下部开设有与第一连接盘(2042)螺纹连接的螺纹，所述第一连接盘(2042)与第二连接盘(2043)转动连接，所述第二连接盘(2043)与套设在杆体(2044)上的第一弹性件(2045)的上端固定连接，所述第一弹性件(2045)的另一端与转动连接在搅拌筒(201)底部的第一滑圈(2046)固定连接，所述第一连接盘(2042)与一端固定连接有搅拌管(2048)的连接板(2049)的另一端固定连接，所述搅拌管(2048)的下端部与转动连接在搅拌筒(201)上的第二滑圈(2047)固定连接，所述搅拌管(2048)的下部开设有用于促使位于搅拌筒(201)内的液体导出的泄漏孔，所述搅拌管(2048)的下端部安装有第一电磁阀，所述搅拌筒(201)下部开设有用于供搅拌管(2048)伸出的通孔，所述连接板(2049)与绕着搅拌腔圆周开设的第一限位滑槽滑动配合，所述连接板(2049)与沿着搅拌筒(201)长度方向开设的限位滑槽滑动配合，还包括：用于促使连接板(2049)从第一限位滑槽切入第二限位滑槽内的切位组件。

6.根据权利要求5所述的喷涂悬浮液的制备装置，其特征在于，所述切位组件包括楔形块(2050)以及第一线性运动件(2051)，所述第一线性运动件(2051)可拆卸连接在搅拌筒(201)上，所述楔形块(2050)插入第一限位滑槽内且与搅拌筒(201)滑动配合，所述楔形块(2050)与第一线性运动件(2051)的输出轴固定连接。

7.根据权利要求6所述的喷涂悬浮液的制备装置，其特征在于，所述第一卡接组件(2052)包括卡块(20521)、电磁铁(20522)以及第二弹性件(20523)，所述卡块(20521)与开设在第一连接盘(2042)以及杆体(2044)的卡槽滑动配合，所述第二弹性件(20523)位于开设在第一连接盘(2042)内的卡槽内且两端分别与卡块(20521)以及位于第一连接盘(2042)内的卡槽内壁固定连接，两个所述电磁铁(20522)分别对应安装在卡块(20521)以及第一连接盘(2042)上，当第一连接盘(2042)需要与杆体(2044)连接时，启动电磁铁(20522)促使两个电磁铁(20522)相斥，此时卡块(20521)卡入位于杆体(2044)内的卡槽内，促使第一连接盘(2042)与杆体(2044)相连接，需要解除限位时，促使两个电磁铁(20522)相吸附，此时卡块(20521)收缩至位于第一连接盘(2042)内的卡槽内。

8.根据权利要求7所述的喷涂悬浮液的制备装置，其特征在于，所述装桶机构(3)包括驱动盘(301)、旋转筒(302)以及罐装桶(303)，所述驱动盘(301)转动设置在机台(1)上，若干个所述旋转筒(302)呈环形均匀分布在所述驱动盘(301)上且嵌入转动连接在驱动盘(301)上，所述罐装桶(303)卡接在旋转筒(302)内，还包括：

9.根据权利要求8所述的喷涂悬浮液的制备装置，其特征在于，所述封盖机构(4)包括供料筒(401)、卡板(402)、第三线性运动件(403)以及安装座(404)，所述供料筒(401)通过安装座(404)安装在机台(1)上，所述卡板(402)插接在供料筒(401)上，所述第三线性运动件(403)可拆卸连接在安装座(404)上，所述第三线性运动件(403)的输出轴与卡板(402)固定连接。

10.权利要求9所述的喷涂悬浮液的制备装置的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明公开了一种喷涂悬浮液的制备方法、装置及其应用，属于喷涂悬浮液制备技术领域，本发明首先将Y2O3粉末和的超纯水DI按照质量比2：3加入至喷涂悬浮液制备装置中，并按照每千克Y2O3加入1克有机分散剂的分量，将有机分散剂加入至喷涂悬浮液制备装置中进行搅拌，并控制喷涂悬浮液的PH值在：3‑5，将制备的喷涂悬浮液以超音速喷涂技术工艺喷涂到工件基体上，形成纳米级Y2O3涂层。Y203喷涂悬浮液喷涂涂层致密性高，表面粗度低，且耐磨损，耐高温，抗侵蚀性能优良，适于半导体腔体工件基体上应用。

技术研发人员：周猛,尹浩然,王永东
受保护的技术使用者：合肥升滕半导体技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23