【文章內(nèi)容簡介】 一水冷銅壁折射。采用這種工藝可以制備高活性金屬粉末。粉末尺寸在 3050mm之間，且顆粒形狀呈球形，表面潔凈。電子束旋轉(zhuǎn)盤法的示意圖 ? 采用靜止電板和帶電旋轉(zhuǎn)坩堝之間產(chǎn)生的電弧能使金屬熔化，在離心力的作用下，熔融金屬被甩出坩堝邊緣霧化，并噴出噴射出金屬液態(tài)顆粒，這種方法稱為離心噴射鑄造法（ CSC）。離心噴射鑄造過程的示意圖 旋轉(zhuǎn)水法 ? 旋轉(zhuǎn)水法又稱為 旋轉(zhuǎn)杯法 （ RSC） ,也屬于離心霧化工藝范疇，不同的是離心力不直接作用于液 滴，而是通過旋轉(zhuǎn)水層傳遞到液滴上，用旋轉(zhuǎn)著的厚液層的能量破碎熔融的金屬流，分散的液滴立即進入旋轉(zhuǎn)中，被厚水層傳遞的離心力加速。在此運動過程中產(chǎn)生于液滴表面的蒸氣覆蓋層不斷被水層帶走，從而改善了熱傳遞條件，提高了淬冷速度。在這種方法中水不但是霧化介質(zhì)而且是 淬冷介質(zhì) 。 ? 這項技術(shù)中，熔融金屬顆粒落入一個裝有旋轉(zhuǎn)液體 (一般為水）的杯中。這個杯子高速旋轉(zhuǎn) (800016000 r/ min)，急冷液體在杯子的垂直內(nèi)壁上形成較厚的液體層。旋轉(zhuǎn)液體層改善了傳熱條件，提高了凝固冷速，同時起到霧化器的作用。用這種方法已經(jīng)制備過多種鋼、超合金、鋁、銅和其他合金。? 這項技術(shù)中，熔融金屬顆粒落入一個裝有旋轉(zhuǎn)液體（水）的杯中。這個杯子高速旋轉(zhuǎn)（ 800016000r/min），急冷液體在杯子的垂直內(nèi)壁上形成較厚的液體層。旋轉(zhuǎn)液體層改善了傳熱條件，提高了凝固冷速，同時起到霧化器的作用。用這種方法已經(jīng)制備過多種鋼、超合金、鋁、銅和其他合金。用這種方法制備的粉末尺寸分布范圍窄，細(xì)粉的收得率高，大多數(shù)顆粒呈球形，顆粒表面潔凈、無氧化。 RSC法可以（ a）制備快速凝固粉末，包括高合金化微晶和非晶合金； (b)控制顆粒尺寸分布（從非常窄的范圍到非常寬的范圍）；（ c）改變顆粒形狀（從不規(guī)則 球形 長條形）；（ d）控制氧、氮和氫的污染；（ e）不產(chǎn)生懸浮粉末。 RSC法的凝固冷速在104106K/s范圍內(nèi)。 快速自旋杯工藝過程的示意圖 旋轉(zhuǎn)電極法（ REP） 在該工藝過程中，將被霧化的棒料快速旋轉(zhuǎn)，同時棒料一端被一個非自耗鎢電極產(chǎn)生的電弧熔化。熔化的金屬從旋轉(zhuǎn)棒上甩出，在與惰性氣室室壁碰撞之前凝固。該工藝已相當(dāng)廣泛地用于霧化活潑金屬，如高純、低氧的 Ti、 Zr、 Nb、 Ta、 V等金屬及其合金，以及 Ni和 Co的超合金。 REP粉末一般呈球形，表面質(zhì)量高，但平均顆粒尺寸較大，通常超過 200um，因此其凝固冷速只有 102K/s。一般情況下， 35目以下粉末的收得率為 75％。激光自旋霧化? 激光自旋霧化法是采用高能激光熔化轉(zhuǎn)速為10000300000rpm的棒料頂面?？侩x心力甩出的液滴在碰到容器壁之前被氦氣流冷卻。液滴主要凝固成球形顆粒，還有 10wt％ 30wt％的產(chǎn)品以直徑 。? 采用這種技術(shù)制備的 100mm粉末典型的凝固冷速為 105K/s。通過控制旋轉(zhuǎn)速度和氣流，可以得到不同直徑的粉末及不同的冷卻速度。該工藝兩個特別顯著的優(yōu)點是（ 1）高能激光束產(chǎn)生的高過熱度使大多數(shù)第二相顆粒溶解于熔體中。 (2)該技術(shù)屬區(qū)域熔化類型，所以霧化中的污染可限制在最低程度。這種工藝已被廣泛用于生產(chǎn)鈦合金粉末。 激光自旋霧化裝置示意圖 真空霧化 也稱可熔性氣體霧化，是利用不同壓力下氣體在液態(tài)金屬中的溶解度不同而將金屬霧化成粉末的工藝方法。這種方法首先將液態(tài)金屬在高壓下過飽和地溶入可溶性氣體，然后突然釋放到真空中，以近乎爆炸的形式將液態(tài)金屬離散為非常細(xì)小的金屬液滴。鐵合金、鈷合金、鎳合金和鋯合金均可以氫氣為溶解氣體而進行真空霧化。真空霧化所得到的粉末顆粒一般為細(xì)小球形。由于這種工藝強烈依賴于可溶性氣體，因此其實用性不大，目前還未獲得大范圍應(yīng)用。、電器等作用力下霧化 真空霧化裝置示意圖 電動力霧化 電動力學(xué)霧化法是將幾千伏的額定電壓施加到毛細(xì)管發(fā)射極內(nèi)的液流表面上而建立強電電場，強電場在熔液表面產(chǎn)生強大的力，有效地克服了表面張力，使液流噴射成小液滴，帶電液泣加速后飛收集器，如果在凝固前撞擊一冷卻基底形成片狀粉末；若充分飛行可獲球狀粉末。這種方法可生產(chǎn) 100nm100mm粉末，當(dāng)粉末粒度為 ，冷卻速度達107K/s，已用這種方法生產(chǎn)了 Cu、 Si、 Al、Fe和 Pb合金粉末。 電動力學(xué)霧化原理示意圖 固體霧化法 ? 陳振華最近發(fā)明了一種新的霧化方法。這種方法是采用含有可除去的固體介質(zhì)的高速氣流對液體金屬或合金進行霧化而制備粉末的一種方法、發(fā)明者把該方法簡稱為固體霧化法。? 固體霧化裝置示圖如霧化過程為：將固體顆粒裝入發(fā)送罐中，采用空氣壓縮機或高壓氮氣產(chǎn)生高壓高速氣流進入發(fā)送罐，攜帶罐中的固體顆粒形成固氣二相流，從霧化器噴嘴的環(huán)縫噴出，對澆入漏包并從漏包底部流出的金屬或合金熔液進行沖擊、霧化制得粉末。霧化過程中，可采用冷卻水（從水環(huán)中噴射出）加速粉末冷卻，同時，冷卻水可用來清洗除去可溶性固體顆粒。1霧化室； 2水環(huán)； 3霧化器； 4輸送管道；5卸料閥 6發(fā)送罐； 7空氣壓縮機； 8貯倉 固體霧化實驗裝置示意圖? 實驗結(jié)果表明： 1，在同等氣體壓力的流量的條件下，采用含有固體鹽顆粒的高速氣流對多種液體金屬和合金進行霧化破碎，所得粉末比不含固體鹽顆粒的高速氣流霧化制得的粉末粒度細(xì)得多，而且粉末粒度分布窄，粉末冷卻速度大。 2，采用鹽霧化制備金屬粉末，鹽的流量愈大，流速愈快，鹽顆粒的粒度愈細(xì)，則霧化粉末的粒度愈細(xì)。 固體霧化所得粉末的冷速一般在 103104K/s，其冷速較高的原因是固體顆粒傳熱能力遠(yuǎn)大于氣體，若采用金屬顆粒作為霧化介質(zhì)。則粉末的冷速更高。鹽霧化制得的不銹鋼粉末照片 多級霧化法是采用多種霧化裝置組合起來的一種快冷制粉裝置。這種裝置的第一級裝置一般為雙流霧化裝置，而后幾級裝置可以為雙流霧化、離心霧化和機械霧化裝置。屬于這類方法的有組合噴嘴法和多級快冷法。由于采用了多級霧化法，粉末的冷卻速度都比較高，粉末粒度都比較細(xì)。組合噴嘴的霧化裝置? 為了更加有效破碎粉末，可采用兩步氣體沖擊霧化裝置。兩步高壓水霧化裝置和氣 — 液霧化裝置來實施。組合噴嘴的破碎理論是在第一級雙流霧化裝置進行霧化時，總有一部分大的液粒沒有凝固?？梢圆捎脷怏w或液體進行再一次霧化進行破碎。即使是超聲霧化裝置。在一定時間內(nèi)，在離噴嘴一定距離內(nèi)還是有部分液相顆粒的存在，仍然可以進行再一次破碎。兩步氣體沖擊霧化裝置 兩步高壓水霧化裝置 氣水霧化的原理示意圖 多級快冷裝置 ? 根據(jù)金屬液粒急冷效果和大過冷效果有機結(jié)合的原理，陳振華教授研制出一系列新型的快速凝固制粉裝置 。其工作原理為，首先將金屬熔體過熱到一個比較高的溫度，然后采用常規(guī)的氣體霧化裝置（也可采用超聲霧化裝置）將熔體霧化成很小的液粒，被霧化液體噴在高速旋轉(zhuǎn)裝置，離心破碎成微小液粒。與此同時，向高速旋轉(zhuǎn)裝置噴入冷卻劑，冷卻劑被高速旋轉(zhuǎn)裝置離心霧化成霧珠，霧珠和金屬液粒機械混合在一起并且起著隔離金屬液粒的作用，冷卻劑霧珠