一种工件局部表面改性的制备装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种工件局部表面改性的制备装置，包括：用于向工件提供纳米颗粒溶液的颗粒溶液供给装置；电泳系统，电泳系统用于提供电泳作用以辅助纳米颗粒溶液中的颗粒沉积到工件表面；用于覆盖工件表面的局部以实现局部绝缘处理的活动掩膜，所述活动掩膜为绝缘件；温控装置，温控装置用于改变工件的表面温度。本实用新型专利技术提出一种工件局部表面改性的制备装置，利用绝缘的活动掩膜在平面与曲面工件上都能获得较好的贴合效果，活动掩膜的使用对平面与曲面工件均能展现出较强的表面织构制备能力和适应性，由于绝缘的活动掩膜可以控制工件表面的导电性，能够实现高效、高定域性、高质量的进行局部区域或者特定形状的金属表面亲疏水表面改性。

A preparation device for local surface modification of a workpiece

The utility model discloses a preparation device, the local surface modification includes a particle solution supply device nanoparticle solution to provide the workpiece; electrophoresis system, electrophoresis electrophoresis system is used to provide to auxiliary nano particles in the solution of particle deposition on the surface of workpiece; for partial coverage of workpiece surface to achieve partial insulation the activities of the activities of the mask, mask for insulation; temperature control device, temperature control device for the workpiece surface temperature change. The utility model provides a device for preparing the local surface modification, the insulating mask can get fit activities better on the workpiece plane surface, using the mask on the workpiece plane surface can show strong surface texture preparation and adaptability of the conductive insulation the mask can control the workpiece surface, can achieve high efficiency, high locality and high quality of the local area or specific shape of the metal surface hydrophobic surface modification.

【技术实现步骤摘要】
一种工件局部表面改性的制备装置
本技术涉及材料应用
，更具体地说，涉及一种工件局部表面改性的制备装置。
技术介绍
现代科技的高速发展，对金属材料表面性能要求的日益提高，对表面处理技术及工艺有了新的发展和扩充，对金属工件表面进行亲疏水等仿生结构的表面改性是较为热门的表面技术。随着疏水表面“荷叶效应”的发现，超疏水材料广泛用于自清洁、防冻、防雾、防腐、防阻、微流体芯片、无损液体输送等方面，展示了超疏水材料的广阔运用前景。现有技术中对材料表面改性的方法中较为常见的有热烧结法、镍盐热分解法等，然而，在这些方法中可能存在以下技术问题：需要进行高温处理，成本较高，并且在浸渍过程中改性物质附着可能不均，容易导致处理碳材料表面亲疏水性质不均匀。镍盐热分解法不适用于熔点较低的基体材料，只适用于陶瓷、玻璃、碳酸硅等耐热物质。另外，常规平面及非平面金属表面局部改性加工通常较为困难，非平面工件上高效制取表面织构和有选择性的高效制备表面织构也具有一定的困难。综上所述，如何提供一种方便对多种加工件进行表面处理的制备装置，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本技术的目的是提供一种工件局部表面改性的制备装置，该制备装置能够方便对工件进行表面改性处理。为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：一种工件局部表面改性的制备装置，包括：用于向工件提供纳米颗粒溶液的颗粒溶液供给装置；电泳系统，所述电泳系统用于提供电泳作用以辅助所述纳米颗粒溶液中的颗粒沉积到所述工件表面；用于覆盖工件表面的局部以实现局部绝缘处理的活动掩膜，所述活动掩膜为绝缘件；温控装置，所述温控装置用于改变所述工件的表面温度。优选地，所述电泳系统包括：用于连接所述电泳辅助阴极的电泳辅助阴极夹具，所述电泳辅助阴极夹具上设有电泳辅助阴极；电泳辅助系统，所述电泳辅助系统的输出端分别连接所述电泳辅助阴极和所述工件。优选地，所述活动掩膜连接控制装置，所述控制装置用于控制所述绝缘活动掩膜覆盖位置并压紧于工件表面的局部。优选地，所述纳米颗粒溶液包括若干种金属颗粒、和/或若干种非金属颗粒，所述颗粒溶液供给装置为用于将所述纳米颗粒溶液混合的颗粒溶液混合循环系统。优选地，所述颗粒溶液混合循环系统包括振动装置、磁力搅拌装置、悬浮液吸引装置、溶液循环装置中的一个或多个。优选地，所述电泳辅助阴极连接于机床主轴，所述机床主轴用于控制所述电泳辅助阴极与所述工件的距离。优选地，还包括能够实现准确三维运动的微三维运动平台，所述微三维运动平台上设有加工槽，用于固定所述工件的工件夹具设置于所述加工槽内。优选地，所述微三维运动平台与所述机床主轴均与集成控制柜连接。优选地，所述温控装置包括真空控制模块或辅助气体控制模块。优选地，还包括用于对工件表面沉积情况和熔融状态下的颗粒分布情况进行检测的CCD视频检测系统。本技术提出一种工件局部表面改性的制备装置，针对常规平面及非平面金属表面局部改性加工的较为困难的问题，以及非平面工件上高效制取表面织构、有选择性的高效制备表面织构的问题，利用绝缘的活动掩膜在平面与曲面工件上都能获得较好的贴合效果，活动掩膜的使用对平面与曲面工件均能展现出较强的表面织构制备能力和适应性，由于绝缘的活动掩膜可以控制工件表面的导电性，能够高效、高定域性、高质量的进行局部区域或者特定形状的金属表面亲疏水表面改性。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为本技术所提供的一种工件局部表面改性的制备装置的示意图。1为工作台、2为颗粒溶液混合循环系统、3为CCD在线视频检测系统、4为机床主轴、5为电泳辅助阴极夹具、6为工件、7为加工槽、8为工件夹具、9为活动掩膜及其控制系统、10为微三维运动平台、11为电泳辅助系统，12为真空及温度控制系统、13为集成控制柜。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。本技术的核心是提供一种工件局部表面改性的制备装置，该制备装置能够方便对工件进行表面改性处理。请参考图1，图1为本技术所提供的一种工件局部表面改性的制备装置的示意图。本技术所提供的一种工件局部表面改性的制备装置，主要用于对金属加工件的表面进行加工处理，在结构构成上主要包括：颗粒溶液供给装置、电泳系统、活动掩膜和温控装置。颗粒溶液供给装置用于向工件6提供纳米颗粒溶液，以下简称溶液，纳米颗粒溶液即为对工件6进行表面处理的溶液。电泳系统用于提供电泳作用以辅助纳米颗粒溶液中的颗粒沉积到工件6表面。绝缘的活动掩膜用于覆盖于工件表面的局部以实现局部绝缘处理，使用时可将活动掩膜设置在工件6表面，避免工件局部直接接触上述溶液。温控装置用于改变工件6的表面温度。需要说明的是，上述纳米颗粒溶液可以参考现有技术中对工件进行表面处理的纳米级颗粒溶液，溶液设置于容器中，若包含至少两种类型颗粒的溶液，可以在容器中设置用于搅拌的装置，以便使溶液的混合度较高。电泳系统运用电泳作用将溶液颗粒更好的沉积到工件6表面，使工件和溶液形成辅助电场，以便辅助溶液中的颗粒有序沉积到工件表面。需要说明的是，上述活动掩膜覆盖于工件表面，由于活动掩膜由绝缘橡胶或绝缘材料制成，所以能够使工件的覆盖部分避免沉积颗粒，避免形成表面改性。活动掩膜的结构多样，可以为软质或者硬质，形状结构也均可以根据工件需要进行调整。加工过程中，活动掩膜与工件6相互压紧，以加工出工件局部区域表面不同形状，不同位置的表面改性效果。上述温控装置用于在工件完成颗粒沉积后通过改变工件的表面温度，控制工件表面不同颗粒熔融自组装亲疏水改性。本技术提出一种利用电泳系统辅助活动掩膜的工件局部区域表面改性的制备装置，针对常规平面及非平面金属表面局部改性加工较为困难的问题，以及非平面工件上高效制取表面织构、有选择性的高效制备表面织构的问题，利用绝缘的活动掩膜在平面与曲面工件上都能获得较好的贴合效果，活动掩膜的使用对平面与曲面工件均能展现出较强的表面织构制备能力和适应性，由于绝缘的活动掩膜可以控制工件表面的导电性，能够实现高效、高定域性、高质量的进行局部区域或者特定形状的金属表面亲疏水表面改性。在上述实施例的基础之上，电泳系统具体包括：电泳辅助阴极和电泳辅助系统11，主轴上有用于连接颗粒溶液供给装置的吸引管的夹具，电泳辅助阴极上设有电泳辅助阴极夹具5。电泳辅助系统11的输出端分别连接所述电泳辅助阴极和工件6。需要说明的是，电泳辅助阴极与工件6之间具有电场，便于纳米级颗粒的沉积。本实施例中采用电泳辅助系统提供电场，能够保证安全和稳定的电场环境。可选的，上述电泳辅助阴极夹具5可以设置在动力装置上，例如机床的主轴等，通过动力装置带动电泳辅助阴极夹具5运动，主要沿靠近和远离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工件局部表面改性的制备装置，其特征在于，包括：用于向工件(6)提供纳米颗粒溶液的颗粒溶液供给装置；电泳系统，所述电泳系统用于提供电泳作用以辅助所述纳米颗粒溶液中的颗粒沉积到所述工件(6)表面；用于覆盖工件表面的局部以实现局部绝缘处理的活动掩膜，所述活动掩膜为绝缘件；温控装置，所述温控装置用于改变所述工件(6)的表面温度。

【技术特征摘要】
1.一种工件局部表面改性的制备装置，其特征在于，包括：用于向工件(6)提供纳米颗粒溶液的颗粒溶液供给装置；电泳系统，所述电泳系统用于提供电泳作用以辅助所述纳米颗粒溶液中的颗粒沉积到所述工件(6)表面；用于覆盖工件表面的局部以实现局部绝缘处理的活动掩膜，所述活动掩膜为绝缘件；温控装置，所述温控装置用于改变所述工件(6)的表面温度。2.根据权利要求1所述的工件局部表面改性的制备装置，其特征在于，所述电泳系统包括：用于连接所述电泳辅助阴极的电泳辅助阴极夹具，所述电泳辅助阴极夹具(5)上设有电泳辅助阴极；电泳辅助系统(11)，所述电泳辅助系统(11)的输出端分别连接所述电泳辅助阴极和所述工件(6)。3.根据权利要求2所述的工件局部表面改性的制备装置，其特征在于，所述活动掩膜连接控制装置，所述控制装置用于控制所述绝缘活动掩膜覆盖位置并压紧于工件(6)表面的局部。4.根据权利要求3所述的工件局部表面改性的制备装置，其特征在于，所述纳米颗粒溶液包括若干种金属颗粒、和/或若干种非金属颗粒，所述颗粒溶液供给装置为用于将所述纳米颗粒溶液混合的颗粒溶液混合循环系统(2)。5.根据权利要求4所述的工件局部表面改性的制备装置，其特征在于，所述颗粒溶液...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭钟宁，刘莉，何俊峰，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：新型
国别省市：广东,44