【正文】 金屬粉末的形成 誠樸求是 博學篤行 ?（ 4）金屬液流在氣流作用 四個區(qū)域 ? (1)負壓紊流區(qū) ? (2)原始液滴形成區(qū) ? (3)有效霧化區(qū) ? (4)冷卻凝固區(qū) 誠樸求是 博學篤行 ? 金屬液流的破碎程度取決于氣流的動能，特別是氣流對金屬液滴的相對速度以及金屬液流的表面張力和動粘度系數(shù)。 ? 當氣流對金屬液滴的相對速度達到第一臨界速度時，破碎過程開始； ? 當氣流對金屬液滴的相對速度達到第二臨界速度時，液滴很快形成細小顆粒； ? 基于流體力學原理，金屬液滴破碎的速度范圍決定于液滴的破碎準數(shù) D ? D=ρv2d/γ ? 其中： ρ為氣體密度； v為氣體對液滴的相對速度 ? d為金屬液滴大小； γ為金屬表面張力 ? 當 D=10時， V1= ? 當 D=14時， V2= d10??d14?? 氣霧化和水霧化的比較 誠樸求是 博學篤行 水霧化形成金屬液滴的兩種模型 “濺落 ”機理 誠樸求是 博學篤行 “擦落 ”機理 誠樸求是 博學篤行 噴嘴結構 ? （ 1）設計要求： ? a、使霧化介質獲得盡可能大的出口速度和所需要的能量； ? b、保證霧化介質與金屬液流之間形成最合理的噴嘴角度； ? c、使金屬液流產生最大的能量； ? d、工作穩(wěn)定性好，噴嘴不易堵塞； ? e、加工制造簡單。 ? （ 2）噴嘴結構 自由降落式噴嘴 ? 限制式噴嘴 （側限式） 誠樸求是 博學篤行 噴嘴結構 誠樸求是 博學篤行 噴嘴 誠樸求是 博學篤行 ? 影響霧化粉末性能的因素 ? （ 1）霧化介質 ? 1）霧化介質類別 ? 氣體 ： 1)氧化不嚴重或霧化后經(jīng)還原處理可脫氧的金屬，可采用空氣作霧化介質； ? 2)易于氧化金屬或合金粉末可采用惰性氣體 ? 水：冷卻能力強，粉末多為不規(guī)則形狀；不適于活性很大的合金或金屬。適于易被還原的金屬或合金 ? 2）氣體或水的壓力： ? 氣壓愈高，所得粉末愈細， 誠樸求是 博學篤行 ?（ 2）金屬液流 ? 1）金屬液的表面張力和粘度 ? 通常，表面張力越小，粘度越低，所得粉末顆粒越細。 ? 表面張力愈大，粉末成球形越多，粉末粒度也越粗 ? 表面張力、粘度受加熱溫度和化學成分的影響 ? 金屬強烈氧化時，粘度大大提高。 ? 2）金屬液過熱溫度 ? 金屬液 過熱溫度愈高，越易得細、球形粉末 ? 3）金屬液流直徑 誠樸求是 博學篤行 3）金屬液流直徑 ? 通常，越細，細粉末越多； ? 但太小，會降低霧化粉末生產率，堵塞漏嘴，使金屬液過冷，不易得細粉末。 ? 還要考慮金屬熔點的高低。 ? 通常熔點小于 1000℃ ，金屬液流直徑 56mm； ? 通常熔點小于 1300 ℃ ，金屬液流直徑 68mm； ? 通常熔點大于 1300 ℃ ，金屬液流直徑 810mm； ?（ 3）其它工藝因素 ? 1)噴射參數(shù) ： ? 金屬液長度短，噴射角適當。 ? 2)聚粉裝置參數(shù) ： ? 液滴飛行路長，利于形成球形，粉末也較粗 誠樸求是 博學篤行 二、離心霧化 ? 利用機械旋轉造成的離心力 將金屬液流擊碎成細的液滴，然后冷凝成粉末。 ? 旋轉圓盤霧化 ? 旋轉電極霧化 ? 旋轉坩堝霧化 誠樸求是 博學篤行 離心霧化示意圖 誠樸求是 博學篤行 離心霧化特點 ? 1）能制取幾乎所有的金屬及合金粉末，還可以制取難熔化合物； ? 2）無坩堝耐火材料污染，可制取高純、無污染的難熔金屬化合物球形粉末； ? 3）缺點是工藝受設備規(guī)模、生產過程連續(xù)化和自動化限制，效率低，粉末價格較高。 旋轉圓盤霧化 ? 工作原理 ： ? 漏嘴流出金屬液被壓力水引至圓盤，為葉片擊碎。 ? 適于 ：鐵、鋼等粉末，已用于生產鋁合金、鎳基高溫合金粉末等。 ? 冷卻速度： 10000 ℃ /s，粒度小于 100μm，轉速 24000r/min；冷卻氣體用氦氣。 旋轉電極 ? 工作原理： ? 金屬合金作旋轉自耗電極，電弧熔化。 ? 旋轉速度 ? 100050000r/min。 ? 陽極直徑 25cm。 ? 收集室內 先抽真空，霧化前充氬氣或氮氣等。 誠樸求是 博學篤行 旋轉電極霧化裝置 誠樸求是 博學篤行 ? 應用 ：制取高合金粉末、活性金屬粉末及 超合金粉末。 ? 優(yōu)點 ： ? 粉末 純度 很高， 氧化 物含量很低；球形；粒度均勻； ? 缺點 ： ? 生產率低；顆粒較粗；可能被污染。 旋轉坩堝法 ? 工作原理 ： ? 有一根固定電極和一個旋轉水冷坩堝，電極和坩堝內的金屬之間產生電弧時金屬熔化。 ? 坩堝 旋轉速度 ： 30004000r/min ? 適于 ：鋁合金、鈦合金和鎳合金粉末 誠樸求是 博學篤行 旋轉盤 旋轉坩堝法 誠樸求是 博學篤行 三、其它霧化工藝 旋轉輪法 振動電極霧化 誠樸求是 博學篤行 旋轉網(wǎng) 旋轉杯 誠樸求是 博學篤行 真空霧化和超聲霧化 誠樸求是 博學篤行 四、各種霧化工藝比較 誠樸求是 博學篤行 五、霧化粉末顯微結構的控制 圖 霧化粉末 誠樸求是 博學篤行 五、霧化粉末顯微結構的控制 ? 用 二次枝晶間距 作霧化粉末中均勻程度以及冷卻速度的粗略估計。 誠樸求是 博學篤行 水霧化粉末粒度與二次枝晶間距的關系 誠樸求是 博學篤行 溫度梯度和溫度對快速凝固粉末的顯微組織結構的影響 誠樸求是 博學篤行 ? 1） 間距 越小，結構越好； ? 2）高的 溫度梯度 及低的 溫度 有利于獲得均勻一致的顯微結構，甚至是非晶態(tài)固體 ? 3）低的熔融金屬 粘度 和高的 噴嘴出口速度有利于縮短球化時間，同時，在凝固前，高的 表面能 和細的 粉末粒度 有助于球形粉末顆粒的形成。 誠樸求是 博學篤行 六、快速冷凝技術 ? RST是霧化技術的發(fā)展，它 主要特點 為： ? 1）急冷可大幅度地 減少 合金成分的偏析； ? 2）急冷可 增加 合金的固溶能力； ? 3）急冷可 消除 相偏聚合形成非平衡相； ? 4）某些有害相可能由于急冷而受到 抑制 甚至消除； ? 5）由于晶粒細化達到微晶程度，在適當應變速度下可能出現(xiàn)超塑性等，快速冷凝技術可制 非晶、準晶和微晶粉末。 誠樸求是 博學篤行 ? ? 一、二流霧化 ? 霧化過程原理 ? 噴嘴結構 ? 影響霧化粉末性能的因素 ? 二、離心霧化 ? 三、其他霧化工藝 ? 四、各種霧化工藝比較 ? 五、霧化粉末顯微結構的控制 ? 六、快速冷凝技術 ? 掌握二流霧化法原理； ? 掌握影響霧化粉末性能的因素及各種霧化工藝比較； ? 熟悉噴嘴結構和離心霧化方法。 ? 熟悉其他霧化工藝。 ? 了解快速冷凝技術。 誠樸求是 博學篤行 ? 氣霧化和水霧化的比較。