CN116103600A - 一种实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，属于热喷涂技术领域。该装置包括罐体、转轴、前挡板、后挡板和旋转遮挡机构；其中：所述罐体的两端分别设置前挡板和后挡板，前挡板上安装入口模块，喷涂焰流经由入口模块进入罐体内；所述后挡板上安装转轴，转轴的一端穿过后挡板进入罐体内，并在转轴进入罐体内的一端安装样板；所述旋转遮挡机构设于所述前挡板的外侧，所述旋转遮挡机构上开有窗口，该窗口的位置与所述入口模块的位置相对应。该装置可以调整喷涂距离、进气量大小、粒子入口大小等参数，能够方便地与热喷涂设备配合。该装置适用于冷喷涂、热喷涂等领域的研究和检测工作。

Description

一种实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置

技术领域

本发明涉及热喷涂技术领域，具体涉及一种实现热喷涂中多级粒子沉积和收集的多功能装置。

背景技术

热喷涂技术是利用热源将喷涂材料迅速加热至熔化或半熔化状态，与此同时，在焰流的作用下，熔融或半熔融粒子以较高地速度喷射沉积到经过预处理的基体表面，形成扁平化粒子，大量粒子不断在基体的表面堆积并形成涂层。热喷涂技术使用到的原材料一般为粉末或丝材，使用的热源种类较多，有电弧、等离子弧、燃料燃烧等。根据使用热源或技术的不同，有火焰喷涂、等离子喷涂、***喷涂、超音速火焰喷涂、超音速等离子喷涂等多种热喷涂技术。

热喷涂技术在经过处理的普通材料(一般为金属)的表面上，制造一个特殊的工作表面，使其达到：防腐、耐磨、减磨、抗高温、抗氧化、隔热、绝缘、导电、防微波辐射等一系列多种功能，使其达到提高材料表面和应用性能、节约能源材料的目的，这种特殊的工作表面叫涂层，制造涂层的过程利用了燃料燃烧发热来产生能量，因此把制造涂层的工作方法叫热喷涂。热喷涂技术是表面工程技术的重要组成部分之一，是现代工业不可或缺的加工技术。

热喷涂技术的核心是喷涂工艺参数，制备的涂层性能往往取决于涂层材料和热喷涂工艺。热喷涂技术的重要技术参数有：送粉量(送丝速率)、热源温度(功率)、喷涂距离、喷枪移动速率、喷涂角度。多个参数需要在热喷涂工艺确定和优化，必然会产生大量的正交试验，给工艺优化工作带来很大的工作量。

从涂层形成的机理来看，涂层的形成过程是大量的熔融或半熔融粒子在基体表面碰撞、变形、冷却和堆积的过程。因此，熔融粒子的特性，如温度、速度、熔化状态、成分等，成为了影响涂层性能的关键。从熔融粒子的特性入手可以在微观层面指导宏观的热喷涂工艺改进。为了减少正交试验带来的大量工作，需要分析喷涂过程中熔融或半熔融粒子在飞行过程中的特性，如，表面状态、氧含量、熔化状态、化学成分(烧损)等，以此为基础，找出热喷涂工艺对熔融或半熔融粒子特性的影响规律，从而更好地获得最优喷涂工艺。

目前有一些获得熔融粒子的方法，主要有水淬法、空气冷却法和液氮冷却法。在使用水淬法时，有些喷涂材料高温下会与水发生反应(如活泼金属等)，这时收集到的粉末不是真实的热喷涂过程中的状态；而采用液氮冷却法时，由于液氮温度极低，高温熔融粒子碰到液氮后，急速凝固，可以最大程度地保持粒子飞行时地状态，如氧含量等。

为研究涂层形成机理，评价熔融粒子沉积效果，对涂层最基本单元-单粒子沉积点的研究就显得尤为重要。为了观察单粒子沉积点，通常使用减少粉末输送量、在样品边缘搜寻等方法，但这样不足以获得真实喷涂工艺下的沉积状态。为此，本发明通过采用粒子分离***(由旋转遮挡板、入口模块、旋转样品组成)，实现各中喷涂工艺下，单粒子和多粒子沉积样品的获得。很好地为热喷涂涂层研究提供准确的样品。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，该装置能够获得热喷涂过程中单粒子和多粒子沉积样品，为喷涂过程研究和机理研究提供翔实准确的样品；还可以在热喷涂过程中实时捕获飞行中的熔融和半熔融粒子，并将其快速冷却、收集。通过对获得的粉末进行研究分析，来指导热喷涂工艺的优化，最终获得高性能涂层。

为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种一种实现热喷涂中多级粒子沉积和收集的多功能装置，包括罐体、转轴、前挡板、后挡板和旋转遮挡机构；其中：所述罐体的两端分别设置前挡板和后挡板，前挡板上安装入口模块，喷涂焰流经由入口模块进入罐体内；所述后挡板上安装转轴，转轴的一端穿过后挡板进入罐体内，并在转轴进入罐体内的一端安装样板；所述旋转遮挡机构设于所述前挡板的外侧，所述旋转遮挡机构上开有窗口，该窗口的位置与所述入口模块的位置相对应。

所述罐体(收集罐)下方在靠近前挡板的位置设有进气管，在罐体下方靠近后挡板的位置设有排气管；所述进气管和排气管用于惰性气体的输入和输出；所述前挡板、后挡板与罐体为可拆卸连接，以便于清洁罐体和罐内粉末的收集。

所述前挡板和后挡板采用钩头螺栓与罐体固定，中间有耐高温胶圈保证罐体的密闭性；前挡板、后挡板和罐体均为不锈钢材质，所有内表面均经过抛光，避免了铁锈等杂质对结果的影响，也能避免熔融粒子与内壁的粘连。

所述罐体的上部设有液氮罐，液氮罐的顶部设有加压气管，液氮罐的底部依次连接阀门和喷嘴，喷嘴伸入罐体内部；液氮罐中的液氮从喷嘴向罐体内喷入，形成“液氮帘”以快速冷却罐体内的熔融粒子；既保证了熔融粒子能够与液氮接触实现快速固化降温，又节约了液氮，降低试验成本。

所述后挡板上开设用于穿过转轴的孔Ⅰ，该孔Ⅰ偏离后挡板的中心，以使转轴的轴线偏离所述罐体的轴线，则转轴转动时带动样板环绕转轴轴线旋转；所述转轴的转动由转轴电机提供动力。

所述转轴为可伸缩结构，进入罐体内的长度可调；转轴上标有刻度，能方便读出伸缩量的大小；转轴前端具有夹持结构用于安装所述样板；转轴转速可调。

所述入口模块为单层不锈钢圆板，厚度为1～5mm，直径为60mm，入口模块与前挡板使用螺丝固定，更换方便；所述入口模块设计为单孔式或多孔式，单孔式入口模块孔径为0.5～10mm，根据研究的实际需求而定；多孔式入口模块上开设多个小圆孔，各圆孔排布方式为(5～8)×(5～8)的矩形阵列，圆孔的直径为0.1～0.5mm。

所述前挡板中心开有台阶状圆孔，入口模块直径与所述前挡板上台阶状圆孔匹配，将入口模板放置在所述前挡板台阶状圆孔后再通过螺丝或压片固定。

所述旋转遮挡机构包括旋转遮挡板、挡板支架和旋转电机；所述旋转遮挡板安装在前挡板中心与喷枪(用于喷射喷涂焰流)之间，旋转遮挡板为圆形金属薄板，旋转遮挡板靠近边缘处有直径100mm的窗口，熔融粒子通过该窗口并经过入口模板喷入罐体内；旋转遮挡板的旋转动力由旋转电机提供，旋转遮挡板由挡板支架进行支撑；通过调节旋转遮挡板转速、入口模块型号(孔径和孔数)与转轴转速，可实现喷涂单粒子沉积或多粒子沉积样品制备。

所述罐体用螺栓固定在支架上，该支架需稳固，底部带可锁止轮，能够向任意方向移动，支架材质为铝合金或钢材，不可用塑料木头等易燃材质；罐体上可安装把手。

本发明的优点和有益效果如下：

1.涂层形成最基本单元是单粒子沉积点，研究单粒子和多例子沉积对研究热喷涂机理有重要作用。本阀发明研制的用于实现热喷涂单粒子、多粒子沉积和收集热喷涂焰流中熔融粒子的装置可以获得单粒子沉积点样品和多粒子沉积点样品，为直接观测、研究热喷涂粒子沉积提供了直接的样品。

2.熔融、半熔融粒子的特性研究是热喷涂研究的重要组成部分，但熔融粒子捕获装置无商业化成型设备。针对这一困境，本发明研制了一种用于实现热喷涂单粒子、多粒子沉积和收集热喷涂焰流中熔融粒子的装置，为热喷涂过程的关键参数——熔融、半熔融粒子的特性的研究提供了一种样品获得途径。

3.本发明装置使用液氮喷淋方式给熔融粒子急速降温凝固，既保证了熔融粒子能够与液氮接触实现快速固化降温，又节约了液氮，降低试验成本；

4.本发明装置能够通过调整旋转遮挡板、转轴等的转速，配合不同的入口模块，实现单粒子和多粒子沉积点样品的制备。

5.本发明装置能够有效地捕获熔融、半熔融粒子，并通过更换不同的入口模块实现不同数量熔融粒子的收集。

6.本发明装置使用的入口模块结构简单，体积小，成本低，更换方便。大批量试验无经济和时间成本压力。

7.本发明装置适用于火焰喷涂、超音速火焰喷涂、等离子喷涂等各种热喷涂。

附图说明

图1为本发明用于收集热喷涂焰流中熔融粒子装置结构示意图。

图2为本发明排气管路与罐体连接结构示意图。

图3为本发明罐体靠近前挡板处进气管结构示意图。

图4为本发明后挡板结构示意图。

图5为本发明前挡板结构示意图。

图6为本发明入口模块结构示意图。

图7为本发明旋转遮挡板结构示意图。

图8为实施例2收集的热喷涂粉末SEM照片。

图9为实施例4收集的热喷涂粉末SEM照片。

图10为实施例3收集的热喷涂多粒子沉积照片。

图11为实施例1收集的热喷涂单粒子沉积照片；其中：(a)、(b)和(c)为其中三个粒子的照片。

图中：1-罐体；2-后挡板；301-样板；302-转轴电机；303-转轴；4-排气管道；5-支架；6-前挡板；601-台阶孔；602-拨片；603-前挡板胶圈槽；701-旋转电机；702-旋转遮挡板；703-窗口；704-挡板支架；8-入口模块；801-圆孔；802-入口模块胶圈槽；9-液氮罐；901-加压气管；902-阀门；903-液氮喷嘴；10-前遮挡板；11-进气管。

具体实施方式

为了进一步理解本发明，以下结合附图和实施例对本发明进行描述，但实施例仅为对本发明的特点和优点做进一步阐述，而不是对本发明权利要求的限制。

为了研究在热喷涂过程中，喷涂过程粒子沉积机理，以及熔融、半熔融粒子的特性问题，本发明提供一种用于实现热喷涂多级粒子(单粒子、多粒子)沉积和收集热喷涂焰流中熔融粒子的装置，可以用于热喷涂机理研究及各种热喷涂工艺的参数优化调试，其结构如图1-7所示。该装置包括罐体1、后挡板2、301-样板、转轴303、支架5、前挡板6、旋转遮挡板702、入口模块8、液氮罐9和前遮挡板10等。

如图1，所述罐体1为不锈钢材质，直径100mm～300mm，内部抛光，两侧有法兰环分别连接前挡板6和后挡板2，前挡板和后挡板为不锈钢材质，内侧抛光。罐体通过螺丝固定在所述支架5上。在罐体1前部靠近前挡板处设有不锈钢进气管11，不锈钢进气管11与所述罐体1焊接在一起；不锈钢进气管11可以采用软质气管与惰性气体源(如气瓶)连接。在罐体1上方靠近前挡板处还设有液氮罐9，在罐体1下方靠近后挡板处还设有排气管道4；所述后挡板2、前挡板6和液氮罐9均采用钩头螺栓或焊接方式与所述罐体1连接；所述罐体1与所述排气管道4、后挡板2、前挡板6的连接处均有胶圈以免漏气。前遮挡板10为不锈钢或钢材质，通过螺栓固定在罐体1上，用于遮挡液氮罐9，避免喷涂焰流直接作用于液氮罐9.

如图2所示，所述排气管道4以快卸的方式与罐体尾部底端排气口连接。排气管道4形状呈“对号”型，管路直径30-60mm，有利于惰性气体顺利排出并将气体中裹挟的粉末留在管路弯折处。

如图3所示，所述后挡板2上开设用于安装转轴的孔Ⅰ，该孔Ⅰ偏离后挡板的中心，以使转轴的轴线偏离所述罐体的轴线，则转轴转动时带动样板环绕转轴轴线旋转；所述转轴的转动由转轴电机提供动力。进一步地，转轴为可伸缩结构，转轴303一端经由后档板进入罐体1内，转轴303与所述罐体通过钩头螺栓或紧固螺栓连接，中间有耐高温胶圈以保持密封。转轴303上标有刻度，能方便读出伸缩量大小；并可以调整进入罐体1的长度；转轴303前端(伸入罐体内的一端)安装样板301，转轴303通过转轴电机302实现旋转，且转速稳定、可调。

如图4所示，所述液氮罐9为双层不锈钢设计，液氮罐9的底部通过螺栓连接所述阀门902，中间有密封胶圈，该阀门902为电动或气动阀门；液氮罐9的顶部设计加压气管901，加压气管901与液氮罐9通过螺纹连接，中间有密封胶圈；液氮罐9底部阀门902为电动或气动阀门；阀门902连接液氮喷嘴903，阀门与所述液氮喷嘴903通过快卸连接，中间有密封胶圈；所述液氮喷嘴903与所述罐体1焊接，可以将液氮按照指定方向喷射入罐体中。

如图5所示，所述前挡板6为圆形不锈钢板，中间开设台阶孔601，近内边缘处均匀排列4个用于固定所述入口模块8的拨片602，近外边缘处有用于放置胶圈的前挡板胶圈槽603。

如图6所示，所述入口模块8为单层不锈钢圆板，直径与所述前挡板台阶状圆孔匹配；入口模块8其外边缘设置为台阶状，外环有入口模块胶圈槽802，中央均匀分布着一个或多个圆孔801，入口模块8的外边缘与所述前档板6上台阶状孔相吻合，使用时将所述入口模块8置于所述前挡板6台阶孔601中，用所述拨片602或螺丝等进行固定。

如图7所示，所述旋转遮挡板702为圆形金属板，靠近边缘处开有直径100mm的窗口703，用于熔融粒子的通过，当窗口703位于最高处时，其中心高度与入口模块中心高度相同。可利用所述旋转电机701实现旋转遮挡板的可调速旋转，并利用所述挡板支架704作为支撑。

所述支架5为铝合金或其他材质(如钢)，结构稳固，可以调节高度，底端有多个可锁止的万向轮，便于移动和固定。所述支架应尽可能地稳固，以免在热喷涂收集粉末过程中受冲击而倾倒，为方便移动。所述罐体通过螺栓固定在所述支架上。

本发明罐体与各部分连接均为可拆卸设计，便于清理。共有1个罐体进气管11和1个加压气管901，可使用带软管连接惰性气体钢瓶或管道，利用气源处所配的减压阀调节进气压力。

在单粒子沉积样品制备试验中，本发明为实现单粒子沉积，通过调整遮挡板转速、调整转轴转速和更换不同型号入口模块，屏蔽掉几乎所有喷涂粒子，实现单粒子沉积样品制备。同样的，也可以调整这些参数，实现多粒子沉积。

在粉体收集试验中，所需要收集粉末的量有所不同，本发明为满足试验要求，所述入口模块有单孔式和多孔整列式两种设计。单孔式入口模块孔径可以为0.5～10mm，根据实际需求而定；多孔式入口模块可由多个小圆孔组成，圆孔孔阵位为5～8×5～8的矩形阵列，圆孔的直径为0.1mm～0.5mm。所述入口模块为快速更换设计，当小孔堵塞后，立即更换。

实施例1：

将所有部件安装完毕，入口模块选择单孔式结构，孔径0.1mm，将入口模块安装在前挡板上，并使用螺丝和拨片固定。推动装置至设定位置，转动支架上升降螺杆，将入口模块中心高度调至1.2米，启动支架锁紧装置。打开后挡板，将样品(样板)喷砂处理后，安装在转轴的样品夹处，安装后挡板，调节转轴伸入罐体长度至刻度400mm处(此时，喷涂距离为400mm)，固定转轴于转动电机。调节遮挡板位置，使遮挡板窗口在旋转时可以正对入口模块中心。调节热喷涂喷枪运动程序，使喷枪移动时，喷枪口经过入口模块中心位置，且喷枪口距离入口模块200mm。关闭液氮阀门。进气管连接高纯氩气钢瓶，设定气体压力为0.3MPa。打开进气管阀门，向罐体充入氩气，并持续至试验结束。

在另外的位置开启热喷涂设备，喷涂状态稳定后，打开转轴旋转开关，设定转数15转/秒，开启遮挡板旋转开关，设定转速10转/秒，按照喷涂工艺设定喷涂参数，如送粉速率、燃气流量、喷枪移动速率等，开启喷涂程序，待喷枪经过入口模块位置一次后，喷枪停止移动，关闭热喷涂***、关闭进气管阀门，停止遮挡板旋转，停止转轴旋转，试验结束，获得单粒子沉积样品。取出样品。本实施例收集的热喷涂单粒子沉积照片如图11。

实施例2：

将所有部件安装完毕，入口模块选择单孔式结构，孔径0.5mm，将入口模块安装在前挡板上，并使用螺丝和拨片固定。推动装置至设定位置，转动支架上升降螺杆，将入口模块中心高度调至1.2米，启动支架锁止装置。调节旋转遮挡板位置，使遮挡板窗口正对入口模块中心。调节热喷涂喷枪位置，使喷枪口正对入口模块中心，喷枪所在位置定义为收粉位置，并记录喷枪位置。关闭液氮阀门，液氮罐中加入液氮，加压气管连接氮气钢瓶，设定气体压力为0.5MPa，进气管连接高纯氩气钢瓶，设定气体压力为0.3MPa。打开进气管阀门，向罐体充入氩气，并持续止试验结束。

在另外的位置开启热喷涂设备，喷涂状态稳定后，打开液氮罐阀门，打开加压气管阀门，将喷枪快速移动至收粉位置，在收粉位置喷涂10秒后，将喷枪快速移开，然后关闭热喷涂***、关闭进气管阀门，关闭加压气管阀门。

打开罐体收集粉末。粉末主要在罐体下部和排气管弯折处。粉末收集后使用真空包装，做好标记以备分析。清理罐体内部及排期管内壁，以免对下一次收集试验造成污染。至此，粉末收集完成。本实施例收集的热喷涂粉末SEM照片如图8。

实施例3：

将所有部件安装完毕，入口模块选择单孔式结构，孔径0.3mm，将入口模块安装在前挡板上，并使用螺丝和拨片固定。推动装置至设定位置，转动支架上升降螺杆，将入口模块中心高度调至1.2米，启动支架锁止装置。打开后挡板，将样品喷砂处理后，安装在转轴的样品夹处，安装后挡板，调节转轴伸入罐体长度至刻度350mm处(此时，喷涂距离为350mm)，固定转轴于转动电机。调节遮挡板位置，使遮挡板窗口在旋转时可以正对入口模块中心。调节热喷涂喷枪运动程序，使喷枪移动时，喷枪口经过入口模块中心位置，且喷枪口距离入口模块200mm。关闭液氮阀门。进气管连接高纯氩气钢瓶，设定气体压力为0.3MPa。打开进气管阀门，向罐体充入氩气，并持续止试验结束。

在另外的位置开启热喷涂设备，喷涂状态稳定后，打开转轴旋转开关，设定转数5转/秒，开启遮挡板旋转开关，设定转速10转/秒，按照喷涂工艺设定喷涂参数，如送粉速率、燃气流量、喷枪移动速率等，开启喷涂程序，待喷枪经过入口模块位置一次后，喷枪停止移动，关闭热喷涂***、关闭进气管阀门，停止遮挡板旋转，停止转轴旋转，试验结束，获得多粒子沉积样品。取出样品。本实施例收集的热喷涂多粒子沉积照片如图10。

实施例4：

将所有部件安装完毕，入口模块选择多孔式结构，孔阵排列5X5，每个孔径0.2mm，孔间距3mm。将入口模块安装在前挡板上，并使用螺丝和拨片固定。推动装置至设定位置，转动支架上升降螺杆，将入口模块中心高度调至1.2米，启动支架锁止装置。调节旋转遮挡板位置，使遮挡板窗口正对入口模块中心。调节热喷涂喷枪位置，使喷枪口正对入口模块中心，喷枪所在位置定义为收粉位置，并记录喷枪位置。关闭液氮阀门，液氮罐中加入液氮，加压气管连接氮气钢瓶，设定气体压力为0.5MPa，进气管连接高纯氩气钢瓶，设定气体压力为0.3MPa。打开进气管阀门，向罐体充入氩气，并持续止试验结束。

在另外的位置开启热喷涂设备，喷涂状态稳定后，打开液氮罐阀门，打开加压气管阀门，将喷枪快速移动至收粉位置，在收粉位置喷涂10秒后，将喷枪快速移开，然后关闭热喷涂***、关闭进气管阀门，关闭加压气管阀门。

打开罐体收集粉末。粉末主要在罐体下部和排气管弯折处。粉末收集后使用真空包装，做好标记以备分析。清理罐体内部及排期管内壁，以免对下一次收集试验造成污染。至此，粉末收集完成。本实施例收集的热喷涂粉末SEM照片如图9。

Claims (10)

1.一种实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：该装置包括罐体、转轴、前挡板、后挡板和旋转遮挡机构；其中：所述罐体的两端分别设置前挡板和后挡板，前挡板上安装入口模块，喷涂焰流经由入口模块进入罐体内；所述后挡板上安装转轴，转轴的一端穿过后挡板进入罐体内，并在转轴进入罐体内的一端安装样板；所述旋转遮挡机构设于所述前挡板的外侧，所述旋转遮挡机构上开有窗口，该窗口的位置与所述入口模块的位置相对应。

2.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述罐体(收集罐)下方在靠近前挡板的位置设有进气管，在罐体下方靠近后挡板的位置设有排气管；所述进气管和排气管用于惰性气体的输入和输出；所述前挡板、后挡板与罐体为可拆卸连接，以便于清洁罐体和罐内粉末的收集。

3.根据权利要求2所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述前挡板和后挡板采用钩头螺栓与罐体固定，中间有耐高温胶圈保证罐体的密闭性；前挡板、后挡板和罐体均为不锈钢材质，所有内表面均经过抛光，避免了铁锈等杂质对结果的影响，也能避免熔融粒子与内壁的粘连。

4.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述罐体的上部设有液氮罐，液氮罐的顶部设有加压气管，液氮罐的底部依次连接阀门和喷嘴，喷嘴伸入罐体内部；液氮罐中的液氮从喷嘴向罐体内喷入，形成“液氮帘”以快速冷却罐体内的熔融粒子；既保证了熔融粒子能够与液氮接触实现快速固化降温，又节约了液氮，降低试验成本。

5.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述后挡板上开设用于穿过转轴的孔Ⅰ，该孔Ⅰ偏离后挡板的中心，以使转轴的轴线偏离所述罐体的轴线，则转轴转动时带动样板环绕转轴轴线旋转；所述转轴的转动由转轴电机提供动力。

6.根据权利要求5所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述转轴为可伸缩结构，进入罐体内的长度可调；转轴上标有刻度，能方便读出伸缩量的大小；转轴前端具有夹持结构用于安装所述样板；转轴转速可调。

7.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述入口模块为单层不锈钢圆板，厚度为1～5mm，直径为60mm，入口模块与前挡板使用螺丝固定，更换方便；所述入口模块设计为单孔式或多孔式，单孔式入口模块孔径为0.5～10mm，根据研究的实际需求而定；多孔式入口模块上开设多个小圆孔，各圆孔排布方式为(5～8)×(5～8)的矩形阵列，圆孔的直径为0.1～0.5mm。

8.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述前挡板中心开有台阶状圆孔，入口模块直径与所述前挡板上台阶状圆孔匹配，将入口模板放置在所述前挡板台阶状圆孔后再通过螺丝或压片固定。

9.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述旋转遮挡机构包括旋转遮挡板、挡板支架和旋转电机；所述旋转遮挡板安装在前挡板中心与喷枪(用于喷射喷涂焰流)之间，旋转遮挡板为圆形金属薄板，旋转遮挡板靠近边缘处有直径100mm的窗口，熔融粒子通过该窗口并经过入口模板喷入罐体内；旋转遮挡板的旋转动力由旋转电机提供，旋转遮挡板由挡板支架进行支撑；通过调节旋转遮挡板转速、入口模块型号(孔径和孔数)与转轴转速，可实现喷涂单粒子沉积或多粒子沉积样品制备。

10.根据权利要求1所述的实现热喷涂中多级粒子沉积及收集的多功能装置，其特征在于：所述罐体用螺栓固定在支架上，该支架需稳固，底部带可锁止轮，能够向任意方向移动，支架材质为铝合金或钢材，不可用塑料木头等易燃材质；罐体上可安装把手。

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