一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法与流程

文档序号:16442125发布日期:2018-12-28 21:23阅读:357来源:国知局
一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法与流程

本发明属于超细球形微粒子制备技术领域,具体而言,尤其涉及一种利用逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法。

背景技术

随着技术的变革,球形金属粉末在3d打印快速成型、半导体集成电路等方面都有着很大的需求量,且质量要求也在不断提高。3d打印用金属粉末要求圆球度高,粒径均一,无卫星滴,具有良好的铺展性和均匀的流动性。

目前,国内外生产金属球形粉末的方法有雾化法,包括气雾化法、水雾化法、离心雾化法等。但是上述雾化法制备粉末的分散度较宽,必须通过多次筛分才能得到满足使用要求粒径的粒子,而且圆球度差,粉末上存在大量的卫星滴,无法满足使用要求,并且生产效率低。

国内所用粉末大部分都依赖进口,远远无法满足使用的要求。因此,探索一种制备效率高、粉末质量高的超微细球形金属粉末的制备装置及方法意义重大。



技术实现要素:

根据上述提出现有金属粉末制备过程中存在的流动性及铺展性差、成品率低、效率低等技术问题,而提供一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法。本发明主要结合脉冲微孔喷射法和离心雾化法两种方法,同时对转盘进行结构设计,且对转盘表面进行感应加热,从而使金属液突破了传统熔融金属的分裂模式,实现了只有当雾化介质为水溶液或有机溶液时才能实现的纤维状分裂方式,与现有的离心雾化技术相比较,这种线状分裂模式下雾化得到的粉末在超微细化方面可取得飞跃进步,同时通过这种模式可以制备得到圆球度高、有良好流动性和铺展性、无卫星滴的符合使用要求的低熔点超微细金属球形粉末。

本发明采用的技术手段如下:

一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置,其特征在于,包括:壳体、设置于所述壳体内的坩埚和粉末收集区,其中,所述粉末收集区置于所述壳体内的底部,所述坩埚置于所述粉末收集区上部;

所述坩埚是以中心线为轴的、内外嵌套圆环式结构,所述坩埚的内容纳腔的底部与所述坩埚的外容纳腔的底部设有相贯通的中心孔,所述内容纳腔的底部与所述外容纳腔的底部之间设有用于熔融金属流通的空间;所述坩埚的内容纳腔设有与设置在所述壳体外部的压电陶瓷相连的传动杆,所述传动杆下端设有压片,所述压片正对所述内容纳腔的中心孔上方;

所述壳体上设有伸入于所述坩埚内的坩埚进气管,所述壳体上还设有与所述坩埚相连通的机械泵、扩散泵,所述壳体上还设有腔体进气管和腔体放气阀;

所述粉末收集区包括设置在所述壳体底部的收集盘和设置于所述收集盘上方的与电机相连的用于雾化金属粉末颗粒的转盘;

其特征在于:

所述转盘包括基体,所述基体由上部的承接部和下部的支撑部构成的纵截面呈类“t型”的主体结构,所述承接部上表面设有与其圆心同轴的具有一定半径的圆形凹槽;其中,所述基体采用导热性小于20w/m/k的材料制成;

雾化平面,为圆盘结构,所述圆盘与所述圆形凹槽相匹配且与所述圆形凹槽过盈配合,所述雾化平面采用与雾化液滴润湿角小于90°的材料制成;

通气孔,贯通设置在所述承接部及所述支撑部内,所述通气孔的上端面与所述雾化平面的下端面接触,所述通气孔的下端与外界连通;

所述转盘的外围还设有感应加热线圈。

上述的坩埚形式是存在内外嵌套的两个腔室,即将金属材料放入外层腔室,在熔融的过程中通过液体流动,汇聚到坩埚中心孔的区域,通过中心孔上覆盖的压片和压片上方的传动杆下移,使液滴从坩埚底部的中心孔喷出。当然,坩埚形式也不局限于上述所述的情况,只要坩埚内存在封闭的腔室,可以在充入保护气体后产生背压,促使液体流动到中心孔附近区域的结构形式均可。所述壳体的体积要足够液滴经离心破碎后飞行降落到底部的收集盘内的范围,能够保证不会凝固在壳体的内壁上,收集盘的面积要保证足够大能够收集粉末即可。

优选地,基体的高度为10-20mm,支撑部的高度不宜太高,小于承接部的高度为宜。所述雾化平面的上端面凸出于所述承接部上端面,凸出范围为0.1-0.5mm。凸出高度只要满足利于离散的金属液滴不接触基体,直接飞到腔室内落入收集盘内即可。所述承接部的直径范围在10-100mm,所述圆形凹槽的直径范围在5-90mm。

所述基体采用二氧化锆陶瓷、二氧化硅玻璃或不锈钢制成,不局限于上述几种材质,只要满足导热性小于20w/m/k的材料均可。所述通气孔的上端面小于等于所述雾化平面的下端面,通气孔设置的目的是为了在抽真空时可以将转盘内间隙的气体抽的更干净,转盘高速旋转时更加安全,因此通气孔的上端面与雾化平面的下端面的接触面积越大抽真空时雾化平面的稳定性越好。

进一步地,所述坩埚内设有热电偶,所述坩埚外侧还设有电阻加热器。优选地,坩埚的材料与置于其内的熔融金属的润湿角大于90°。

进一步地,所述坩埚的中心孔直径范围在0.02mm-2.0mm之间。

进一步地,所述转盘的转速为10000rpm-50000rpm。

进一步地,所述感应加热线圈的加热厚度范围在5-20mm之间,它与设置在所述壳体外的变频器和稳压电源相连,所述稳压电源的电压控制范围在0-50v之间。

进一步地,在所述装置自上而下的方向上,所述压电陶瓷、所述传动杆、所述坩埚、所述电阻加热器、所述压片、所述转盘以及所述感应加热线圈位于同一轴线上。

本发明还公开了一种采用上述的装置逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的方法,其特征在于包括如下步骤,

①装料:将待熔融的金属材料放入设置在壳体内上部的坩埚内后密封;

②抽真空:利用机械泵和扩散泵对所述坩埚和所述壳体抽真空,并充入高纯度惰性保护气体(通常选用氦气或氩气),使壳体内压力达到预设值;

③电阻加热:根据待加热原材料的熔点设定使用电阻加热器的加热参数,并通过所述坩埚内设置的热电偶实时监测所述坩埚内的温度,待金属材料完全熔化后保温;

④感应加热:利用电机使所述转盘在预设转速下高速旋转,接着利用感应加热线圈将高速旋转的转盘上表面加热到金属材料的熔点温度以上;

④粒子制备:通过设置在所述壳体上并伸入于所述坩埚内的坩埚第一进气管、坩埚第二进气管将高纯度惰性保护气体通入,所述坩埚内产生背压,促使熔融金属填满所述坩埚底部的中心孔;给压电陶瓷输入一定波型的脉冲信号,所述压电陶瓷产生向下位移,由与所述压电陶瓷相连的传动杆及设置在所述传动杆下方的压片传递给中心孔附近区域的熔融金属,使得熔融金属从中心孔底部喷出形成均匀液滴;

均匀液滴自由降落在高速旋转的转盘上,熔融状态下的均匀液滴,先滴落在转盘的中心,由于此时离心力较小,液滴不会被马上离散出去,而是会呈圆形铺展在转盘上,当铺展到一定范围离心力足够大时,铺展的金属会在离心力的作用下,在转盘上呈纤维线状离散至转盘边缘,最后分裂成微小的液滴飞出,微液滴在下落过程中无容器凝固,形成金属粉末,降落至收集盘上,同时将压片和传动杆恢复初始状态,所述坩埚内的熔池向中心孔处补充熔融金属液体;

⑤粒子收集:用设置于所述壳体底部的收集盘收集均匀球形金属粉末。

进一步地,所述金属材料装入到所述外容纳腔内的装入量为所述外容纳腔容积的50%-70%。

进一步地,所述壳体内抽真空后的压力达到0.1mpa,金属材料完全熔化后保温时间为15-20分钟。

进一步地,所述感应加热线圈的感应加热电压范围为0-50v,感应加热时间为5-15min。

较现有技术相比,本发明具有以下优点:

本发明公开了一种利用脉冲微孔喷射法与离心雾化法结合逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法,坩埚中熔化的金属材料在压力和脉冲扰动的作用下,通过坩埚底部中心孔喷出,形成均匀液滴,均匀液滴降落在高速旋转的转盘上,且在圆盘上铺展,铺展的金属会在离心力的作用下,在转盘上呈纤维线状离散至转盘边缘,最后分裂成微小的液滴飞出,微液滴在下落过程中无容器凝固。传统的脉冲微孔喷射法生产的金属粒子圆球度高、热履历一致,但生产出的粉末还未能达到超微细化,与离心雾化法结合后,实现了熔融金属的纤维线状分裂,这极大地提高了金属粉末的微细化(粒径小于50μm),且可以实现粒径可控,满足成型技术的需要。

再有,本发明公开的转盘为镶嵌式结构,采用导热性较差即导热性小于20w/m/k的材料作为基体,可有效减少由转盘传递到高速电机上的热量,防止其影响高速电机正常工作;采用与雾化熔体材料具有良好润湿性即润湿角小于90°的材料作为雾化平面,有利于液滴在雾化平面的铺展,从而可以使金属液雾化充分;雾化平面与基体内壁采用过盈配合的方式固定,保证转盘在高速旋转时雾化平面不会飞出,确保其安全性;雾化平面在安装到转盘上时,雾化平面与基体之间会存在气孔,当对腔体抽高真空时,就会使雾化平面两端产生极大的压力差,影响雾化平面的稳定性,因此在转盘基体的承接部和支撑部之间设置一通气孔将雾化平面下端面与外界连通,使雾化平面两端压力保持一致,进一步保证高速离心雾化时转盘的稳定性和安全性。

本发明的工艺方法可控性强,表现在如下几点:通过电阻加热器可精确控制坩埚温度;通过向坩埚与壳体内通入惰性气体,可控制坩埚与壳体的压力差,同时使坩埚腔室中的熔融金属不断向坩埚中心孔内补充;坩埚底部中心孔的尺寸可以控制液滴的尺寸;感应加热线圈可以控制转盘表面的温度,转盘的转速可控,可以控制熔融金属的纤维状分裂效果,从而可以进一步控制金属微粒子的粒径分布;工艺参数的可调节与可控制,可以得到超微细的球形金属粉末。

本发明能够高效制备出满足使用要求的超微细金属粉末,粒径可控、分布区间窄,圆球度高、热履历一致、结构简单、成本低、产量高,适宜工业化生产。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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做以简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的结构示意图。

图2为本发明转盘的结构示意图。

图3为采用本发明装置及方法制备的粉末与未改进的装置制得的粉末的对比图,其中,(a)为本发明制备的粉末,(b)为现有技术制备的粉末。

图4为本发明的转盘在实验后其表面与原转盘实验后的表面对比图,其中,(a)为呈纤维状分裂的转盘表面,(b)为现有技术中转盘表面。

图5为本发明的转盘表面液流线图,其中,(a)为转盘中间部位液流线,(b)为转盘边缘液流线。

图中:1、压电陶瓷;2、坩埚第一进气管;3、传动杆;4、电阻加热器5、压片;6、右部熔池;7、坩埚;8、腔体;9、转盘;10、电机;11、金属粉末;12、收集盘;13、壳体;14、感应加热线圈;15、液滴;16、腔体进气管;17、机械泵;18、扩散泵;19、腔体放气阀;20、左部熔池;21、坩埚第二进气管;22、承接部;23、支撑部;24、雾化平面;25、通气孔。

具体实施方式

需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本发明的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时,其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

除非另外具体说明,否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时,应当清楚,为了便于描述,附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员己知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中,任向具体值应被解释为仅仅是示例性的,而不是作为限制。因此,示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

在本发明的描述中,需要理解的是,方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制:方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。

为了便于描述,在这里可以使用空间相对术语,如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等,用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是,空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如,如果附图中的器件被倒置,则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其位器件或构造之下”。因而,示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位),并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

此外,需要说明的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

如图1所示,本发明提供了一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置,包括:壳体13、设置于所述壳体13内的坩埚7和粉末收集区,其中,所述粉末收集区置于所述壳体13内的底部,所述坩埚7置于所述粉末收集区上部;

所述坩埚7是以中心线为轴的、内外嵌套圆环式结构,从图中看可以将坩埚7分为左右的两个腔室,即左部熔池20和右部熔池6,实质上两个熔池是在同一个环形腔室内(外容纳腔内),在实际使用过程中可根据制备粉末的多少来向一侧的熔池注入金属材料,可部分或全部倒入;所述坩埚7的内容纳腔的底部与所述坩埚7的外容纳腔的底部设有相贯通的中心孔,所述内容纳腔的底部与所述外容纳腔的底部之间设有用于熔融金属流通的空间;所述坩埚7的内容纳腔设有与设置在所述壳体13外部的压电陶瓷1相连的传动杆3,所述传动杆3下端设有压片5,所述压片5正对所述内容纳腔的中心孔上方;

所述壳体13上还在对应图中的左部熔池20和右部熔池6的位置设有伸入于所述坩埚7内的坩埚进气管,分别为对应左部熔池20的坩埚第二进气管21和对应右部熔池6的坩埚第一进气管2,所述壳体13上还设有与所述坩埚7相连通的机械泵17、扩散泵18,所述壳体13上还设有腔体进气管16和腔体放气阀19;

所述粉末收集区包括设置在所述壳体底部的收集盘12和设置于所述收集盘12上方的与电机10相连的用于雾化金属粉末颗粒的转盘9;

如图2所示,所述转盘9包括基体,所述基体由上部的承接部22和下部的支撑部23构成的纵截面呈类“t型”的主体结构,所述承接部22上表面设有与其圆心同轴的具有一定半径的圆形凹槽;其中,所述基体采用导热性小于20w/m/k的材料制成;

雾化平面24,为圆盘结构,所述圆盘与所述圆形凹槽相匹配且与所述圆形凹槽过盈配合,所述雾化平面24采用与雾化液滴15润湿角小于90°的材料制成;

通气孔25,贯通设置在所述承接部22及所述支撑部23内,所述通气孔25的上端面与所述雾化平面24的下端面接触,所述通气孔25的下端与外界连通;

所述转盘9的外围还设有感应加热线圈14。所述感应加热线圈14的加热厚度范围在5-20mm之间,它与设置在所述壳体13外的变频器和稳压电源相连,所述稳压电源的电压控制范围在0-50v之间。利用电机使所述转盘在预设转速下高速旋转,接着利用感应加热线圈14将高速旋转的转盘9上表面加热到金属材料的熔点温度以上;

所述坩埚7的中心孔直径范围在0.02mm-2.0mm之间。

所述转盘的转速为10000rpm-50000rpm。

在所述装置自上而下的方向上,所述压电陶瓷1、所述传动杆3、所述坩埚7、所述电阻加热器4、所述压片5、所述转盘9以及所述感应加热线圈14位于同一轴线上。

工作时,利用机械泵17和扩散泵18对所述坩埚7和所述壳体13抽真空,在通入惰性气体产生背压的条件下,利用电阻加热器4对坩埚7中需制备的材料进行加热,给压电陶瓷1输入一定波型的脉冲信号,压电陶瓷1产生向下位移,由传动杆3及压片5传递给坩埚7中心孔附近区域的熔融金属,使得熔融金属从坩埚下部的中心孔喷出形成均匀液滴15,均匀液滴15自由降落在高速旋转的旋转圆盘9上,熔融状态下的均匀液滴15先滴落在旋转圆盘9的中心,由于此时离心力较小,液滴15不会被马上离散出去,而是会呈圆形铺展在旋转圆盘9上,当铺展到一定范围离心力足够大时,铺展的金属会在离心力的作用下,在旋转圆盘9上呈纤维线状离散至旋转圆盘9边缘,最后分裂成微小的液滴飞出,微液滴在下落过程中无容器凝固,形成金属粉末11,降落至收集盘12上。

本发明还公开了一种采用上述的装置逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的方法,包括如下步骤,

①装料:将待熔融的金属材料放入设置在壳体13内上部的坩埚7内后密封;所述金属材料装入到所述外容纳腔内的装入量为所述外容纳腔容积的50%-70%。

②抽真空:利用机械泵17和扩散泵18对所述坩埚7和所述壳体13抽真空,并充入高纯度惰性保护气体,使壳体13内压力达到预设值;所述壳体13内抽真空后的压力达到0.1mpa,金属材料完全熔化后保温时间为15-20分钟。

③电阻加热:根据待加热原材料的熔点设定使用电阻加热器4的加热参数,并通过所述坩埚7内设置的热电偶实时监测所述坩埚7内的温度,待金属材料完全熔化后保温;

④感应加热:利用电机10使所述转盘9在预设转速下高速旋转,接着利用感应加热线圈14将高速旋转的转盘9上表面加热到金属材料的熔点温度以上;所述感应加热线圈14的感应加热电压范围为0-50v,感应加热时间为5-15min。

④粒子制备:通过设置在所述壳体13上并伸入于所述坩埚7内的坩埚第一进气管2、坩埚第二进气管21将高纯度惰性保护气体通入,所述坩埚7内产生背压,促使熔融金属填满所述坩埚7底部的中心孔;给压电陶瓷1输入一定波型的脉冲信号,所述压电陶瓷1产生向下位移,由与所述压电陶瓷1相连的传动杆3及设置在所述传动杆3下方的压片5传递给中心孔附近区域的熔融金属,使得熔融金属从中心孔底部喷出形成均匀液滴15;

均匀液滴15自由降落在高速旋转的转盘9上,熔融状态下的均匀液滴15,先滴落在转盘9的中心,由于此时离心力较小,液滴15不会被马上离散出去,而是会呈圆形铺展在转盘9上,当铺展到一定范围离心力足够大时,铺展的金属会在离心力的作用下,在转盘9上呈纤维线状离散至转盘9边缘,最后分裂成微小的液滴飞出,微液滴在下落过程中无容器凝固,形成金属粉末11,降落至收集盘12上,同时将压片5和传动杆3恢复初始状态,所述坩埚7内的熔池向中心孔处补充熔融金属液体;

⑤粒子收集:用设置于所述壳体底部的收集盘12收集均匀球形金属粉末。

实施例1

采用如图1所示的装置批量制备sn63pb37合金球形粉末的具体实施方式:

将sn63pb37焊丝剪成5mm左右的小段,进行超声震动清洗后放入坩埚7的熔池内,根据需求选择坩埚的中心孔径大小,中心孔直径范围在0.02mm-2.0mm之间,如制备25μm-50μm粒子,选择0.02mm-1.0mm的中心孔,如制备50μm-100μm粒子,选择1.0mm-2.0mm的中心孔;sn63pb37原材料的放入量达到熔池容积的50%-70%;

利用机械泵17和扩散泵18对所述坩埚7和所述壳体13抽真空,抽到0.001pa;利用坩埚第一进气管2和坩埚第二进气管20,腔体进气管16通入惰性气体氩气,使壳体13、坩埚7内的压力达到0.1mpa;

将电阻加热器4安装到坩埚7上,坩埚7底部插入热电偶;选择实验用的镶铜不锈钢转盘9安装到电机10上,在转盘9外围安装感应加热线圈14,后密封壳体13;

利用电阻加热器4对坩埚7进行加热,加热温度为260℃,加热速度为15℃/min,保温10min,使坩埚7内的金属材料全部熔化;

利用电机10使所述转盘9转速为24000r/min,接着设置感应加热线圈14的感应加热电压为21v,感应加热电流为8a,感应加热时间为10min,将高速旋转的转盘9表面加热到金属材料的熔点温度183℃以上;

给压电陶瓷1输入梯形波的脉冲信号,并设置频率为100hz,压电陶瓷1产生向下位移,由传动杆3及压片5传递给坩埚7中心孔附近区域的熔融金属,使得熔融金属从坩埚下部的中心孔喷出形成均匀液滴15,均匀液滴15自由降落在高速旋转的转盘9上,熔融状态下的均匀液滴15先滴落在转盘9的中心,由于此时离心力较小,液滴15不会被马上离散出去,而是会呈圆形铺展在转盘9上,当铺展到一定范围离心力足够大时,铺展的金属会在离心力的作用下,在转盘9上呈纤维线状离散至转盘9边缘,最后分裂成微小的液滴飞出,微液滴在下落过程中无容器凝固,形成金属粉末11,降落至收集盘12上。

待制备结束后,停止向压电陶瓷1施加梯形波脉冲信号,即停止液滴喷射;停止高速电机10,从而转盘9停止旋转;关闭电阻加热器4及感应加热线圈14,待温度降至室温,取出收集盘12中的金属粉末11;最后关闭腔体进气管16和坩埚进第一气管2和坩埚第二进气管20,用机械泵10将坩埚7和壳体13抽到低真空5pa以下,以便使设备在停用时处于真空状态。

如图3所示,从(b)中可看出现有技术制得的粉末粒径较粗,且有半球产生,而(a)中为通过本发明的方法制备得到的粉末,粉末粒径得到了明显的微细化,粒度大小满足使用要求,且球形度变高,粉末表面形貌也变好,没有半球产生。

如图4所示,(b)中为现有技术雾化后得到的雾化盘,由于雾化盘材料与制备的金属粉末材料润湿性太小,且在雾化过程中转盘温度太低,导致液体呈膜状分裂,且雾化表面会出现较厚的已凝固液膜,该液膜表面十分粗糙,不利于后续金属液滴的进一步雾化,会严重影响雾化效果和雾化效率。(a)为通过本发明方法得到的雾化表面,可以看出雾化模式转变为明显的纤维状分裂模式,线状的分裂模式大大提高了金属粉末的微细化和生产效率。

如图5所示,(a)为转盘中间部位的液流线,从图中可以液流线的宽度都小于50μm,从而可以说明通过该方法制得的粉末微细化的原因就是由于微细的纤维状液流雾化形成的。(b)为转盘边缘的液流线,可以看到有小液滴流出后留下的痕迹,从而可以说明金属液都是经过完全的离心雾化在边缘处离散出去的。

综上,本发明使金属液突破了传统熔融金属的分裂模式,实现了只有当雾化介质为水溶液或有机溶液时才能实现的纤维状分裂方式,与现有的离心雾化技术相比较,这种线状分裂模式下雾化得到的粉末在超微细化方面可取得飞跃进步,同时通过这种模式可以制备得到圆球度高、有良好流动性和铺展性、无卫星滴的符合使用要求的低熔点超微细金属球形粉末。

最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

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