粉末材料激光吸收率的测试方法及其装置

摘要

本发明公开了一种粉末材料激光吸收率的测试方法及其装置，该测试方法主要包括干燥粉末、清洗传热体即样品台表面并涂覆导热硅脂、铺设待测粉末、测试激光吸收率等步骤，所述装置主要激光器（1），分光镜（2），传热体（5），绝热箱体（6），盛水箱体（8），激光功率计（9），温度传感器（10）、（11），A/D转换器（12）、（13），单片机（14）和计算机（15）组成。本发明提出了一种粉末材料激光吸收率的测试方法及其装置，突破了现有激光吸收率仅适用块体材料或其上薄膜的局限性，为推动粉末激光熔覆技术的理论研究发展和工程实践应用奠定基础；同时，该方法及装置具有测试精度高、简便易行、通用性好等特点。

主权项

一种粉末材料激光吸收率的测试方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1：将待测粉末置于干燥箱中干燥，干燥温度为110‑130℃，干燥时间不少于6小时；步骤2：将传热体（5）置粉表面用丙酮清洗以去除其上粘附物，在清洗后的传热体（5）置粉表面均匀涂覆一层导热硅脂（4），导热硅脂（4）的厚度不大于0.5毫米；步骤3：采用送粉器送粉或手工铺粉的方法，在涂覆有导热硅脂的传热体（5）置粉表面上均匀覆盖一层已干燥后的待测粉末，直至传热体（5）置粉表面上导热硅脂完全被待测粉末覆盖形成均匀致密的待测粉末层（3），并吹去多余未粘附粉末；步骤4：将覆盖有待测粉末层的传热体（5）置于绝热箱体（6）中，通过传热体温度传感器（10）和水体温度传感器（11）分别检测出传热体（5）和水溶液的初始温度，传递并显示在计算机（15）的显示器上，当它们的初始温度相等时将此温度记为，开始测试粉末的激光吸收率；步骤5：打开激光器（1）的光闸，入射光通过分光镜（2）后，一部分光照射在待测粉末层（3）上，另一部分光射入激光功率计（9），激光功率计（9）将所检测的数据激光功率传递给计算机（15）；待测粉末层（3）中粉末颗粒受到激光照射后通过导热硅脂（4）将热量迅速地传递给传热体（5），传热体（5）吸收热量后温度迅速升高，传热体（5）与盛水箱体（8）中的水溶液进行热交换将热量传递给水溶液；传热体温度传感器（10）将所测得的与传热体（5）温度变化对应的物理量传给传热体A/D转换器（12），传热体A/D转换器（12）将接收的物理量转化为温度变化量并将该温度变化量传递给计算机（15）显示在显示器上；盛水箱体（8）中的水溶液吸收传热体（5）传递来的热量后温度升高，水体温度传感器（11）将所测得的与水溶液的温度变化对应的物理量传给水体A/D转换器（13），水体A/D转换器（13）将接收的物理量转化为温度变化量并将该温度变化量传递给单片机（14），单片机（14）作为温度采集系统的核心将接收的温度数据进行分析处理后传递给计算机（15）并显示在显示器上；计算机（15）将接收的数据首先分别进行存储，然后通过温度采集系统软件对接收的水溶液温度数据进行记录、分析、计算形成水溶液温度的变化曲线，并且记录和显示水溶液的最高温度；计算机（15）通过获得的数据激光功率和温度、计算出待测粉末的激光吸收率ε：（1）（2）（3）（4）（5）其中：为功率检测采用的分光镜的分光率；为传热体（5）的质量，为水溶液的质量；为传热体（5）和水溶液的初始温度值；为传热体（5）在初始温度为时的比热容，为水溶液在初始温度为时的比热容；为测量过程中水溶液温度的最大值，为水溶液温度最大值下传热体的比热容，为水溶液在温度最大值时的比热容；t为激光照射的时间，为激光功率计检测的激光功率。