【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及粉芯丝材电弧增材制造领域，具体涉及一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末及其在粉芯丝材电弧增材中的应用。
技术介绍
1、电弧增材制造技术作为金属增材制造技术的一个分支，具有沉积效率高、制造成本低、材料利用率高、成形尺寸不受限等独特优势，适用于大尺寸复杂构件高效低成本近净成形，在航空、航天、汽车、电子、军工等领域具有广泛的应用前景。粉芯丝材作为电弧增材制造原材料的形式之一，在材料源头实现了丝粉耦合，将粉末传输与熔滴过渡过程相统一，粉末利用率高，在电弧增材制造颗粒增强金属基复合材料方面具有独特的优势。然而，由于电弧增材制造过程热输入大，陶瓷颗粒会完全或部分熔化并与基体反应生成脆性金属间化合物，恶化了成形复合材料的力学性能。此外，粉芯丝材制备过程涉及陶瓷粉末的填充，小尺寸陶瓷颗粒易团聚，流动性差，对粉芯丝材制备提出了极大的挑战。以上因素严重制约着粉芯丝材电弧增材制造技术的发展。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末及其在粉芯丝材电弧增材中的应用。
2、为实现本专利技术技术目的而采用的技术方案是这样的，一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，包括陶瓷基体粉体、牺牲层包覆粉体。
3、所述牺牲层包覆粉体包覆在陶瓷基体粉体的外面。
4、所述牺牲层包壳粉末的制备步骤如下：
5、s1将反应器放置于加热的电极中，令电极对反应器进行加热。
6、s2将陶瓷基体粉体放入反应器的反应区，并
7、进一步，所述陶瓷基体粉体为熔点高于金属基体材料的增强颗粒。
8、进一步，在使用反应器制备牺牲层包壳粉末之前，还对反应器进行清洁。
9、进一步，所述牺牲层包覆粉体的沸点低于陶瓷基体粉体的熔点。
10、进一步，所述活性气体包括氧化剂和反应气体。
11、进一步，所述氧化剂包括氧气。
12、所述反应气体包括氯气。
13、所述氧气和氯气的流量可调。
14、所述硅源包括硅烷。
15、所述硅烷和氧气的质量流量比为1:10。
16、进一步，所述电极加热温度的范围为600℃-800℃。
17、进一步，所述反应器的出口处设有冷凝器。
18、所述冷凝器用于将反应过程中产生的水汽冷凝成液体排出。
19、进一步，所述陶瓷基体粉体的尺寸为20μm-40μm。
20、所述牺牲层包覆粉体的尺寸为200nm-500nm。
21、所述牺牲层包覆粉体在陶瓷基体粉体表面包覆厚度为10μm-15μm。
22、一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末在粉芯丝材电弧增材中的应用，包括以下步骤：
23、将上述牺牲层包壳粉末作为陶瓷颗粒。
24、往金属基体材料中掺入陶瓷颗粒，制造陶瓷颗粒增强金属基复合材料。
25、所述陶瓷颗粒增强金属基复合材料用作增材制造的粉芯丝材。
26、本专利技术的技术效果是毋庸置疑的，本专利技术受“莱顿弗罗斯特效应”启发，在陶瓷颗粒表面包覆一层牺牲层，在电弧增材制造过程中，牺牲层在电弧高温条件下气化，通过在陶瓷颗粒表面形成蒸汽层有效隔绝了热量传输，避免包壳内陶瓷颗粒的熔化。
27、本专利技术提出一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末及其在粉芯丝材电弧增材中的应用，在陶瓷颗粒表面包覆一层牺牲层，在电弧增材制造过程中，牺牲层在电弧高温区瞬间气化形成蒸汽层，可以有效避免内层陶瓷颗粒的溶解，提升粉芯丝材电弧增材制造的成形质量。
28、本专利技术提出一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末及其在粉芯丝材电弧增材中的应用，采用ald化学气相沉积方法在小尺寸微米级陶瓷基体粉体表面沉积一层牺牲层，小尺寸陶瓷颗粒通过表面包覆一层牺牲层使总体颗粒尺寸变大，提高了粉末的流动性，大大降低了粉芯丝材制备难度。同时，表面包覆层在电弧增材制造高温区瞬间气化充当牺牲层，有效避免了沉积过程中陶瓷颗粒的溶解。本专利技术解决了小尺寸增强颗粒流动性差导致的粉芯丝材制备困难，电弧增材制造高热输入诱发小尺寸颗粒完全溶解与大尺寸颗粒增强复合材料的成形质量差等难题，可以有效解决小尺寸陶瓷颗粒流动性差导致的制丝困难和电弧增材制造中颗粒熔化的双重难题，提高粉芯丝材电弧增材制造金属基复合材料的成形质量，拓宽电弧增材制造技术应用领域。
29、本专利技术的有益效果包括：
30、1.本专利技术有效解决了电弧增材制造中小尺寸陶瓷颗粒流动性差导致的制丝困难和电弧增材制造中颗粒熔化的双重难题，可以提高粉芯丝材电弧增材制造金属基复合材料的成形质量，拓宽电弧增材制造技术应用领域。
31、2.本专利技术可以通过控制反应器中反应气体的流量和沉积时间间接控制粉末包覆厚度，粉末包覆方案灵活，适用性强。
32、3.本专利技术在微米尺寸陶瓷颗粒表面包覆纳米尺度陶瓷颗粒，可以获得均匀致密的包覆层，同时改善了陶瓷颗粒及基体材料的润湿性，有助于提高粉芯丝材电弧增材制造金属基复合材料成形质量。
33、4.本专利技术通过加入cl2反应气体可以在反应区域形成载气环境，帮助硅烷和氧气均匀混合和扩散，增加反应的有效面积和速率，促进硅烷分解和反应，同时可以促进反应产物(sio2)的沉积速率和质量。
34、5.本专利技术提出了一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末及其在粉芯丝材电弧增材中的应用，包壳粉末可应用于增材制造和表面改性等领域，极大地拓宽了粉芯丝材电弧增材制造技术的适用范畴。
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1.一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，包括陶瓷基体粉体(1)、牺牲层包覆粉体(2)；
2.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述陶瓷基体粉体(1)为熔点高于金属基体材料的增强颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，在使用反应器制备牺牲层包壳粉末之前，还对反应器进行清洁。
4.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述牺牲层包覆粉体(2)的沸点低于陶瓷基体粉体(1)的熔点。
5.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述活性气体包括氧化剂和反应气体。
6.根据权利要求5所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述氧化剂包括氧气；
7.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述电极加热温度的范围为600℃-800℃。
8.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲
9.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述陶瓷基体粉体(1)的尺寸为20μm-40μm；
10.一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末在粉芯丝材电弧增材中的应用，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，包括陶瓷基体粉体(1)、牺牲层包覆粉体(2)；
2.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述陶瓷基体粉体(1)为熔点高于金属基体材料的增强颗粒。
3.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，在使用反应器制备牺牲层包壳粉末之前，还对反应器进行清洁。
4.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述牺牲层包覆粉体(2)的沸点低于陶瓷基体粉体(1)的熔点。
5.根据权利要求1所述的一种基于莱顿弗罗斯特效应的牺牲层包壳粉末，其特征在于，所述活性...
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