【正文】 金屬粉末的形成 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ?（ 4）金屬液流在氣流作用 四個(gè)區(qū)域 ? (1)負(fù)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(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ? 金屬液流的破碎程度取決于氣流的動(dòng)能，特別是氣流對(duì)金屬液滴的相對(duì)速度以及金屬液流的表面張力和動(dòng)粘度系數(shù)。 ? 當(dāng)氣流對(duì)金屬液滴的相對(duì)速度達(dá)到第一臨界速度時(shí)，破碎過(guò)程開(kāi)始； ? 當(dāng)氣流對(duì)金屬液滴的相對(duì)速度達(dá)到第二臨界速度時(shí)，液滴很快形成細(xì)小顆粒； ? 基于流體力學(xué)原理，金屬液滴破碎的速度范圍決定于液滴的破碎準(zhǔn)數(shù) D ? D=ρv2d/γ ? 其中： ρ為氣體密度； v為氣體對(duì)液滴的相對(duì)速度 ? d為金屬液滴大??； γ為金屬表面張力 ? 當(dāng) D=10時(shí)， V1= ? 當(dāng) D=14時(shí)， V2= d10??d14?? 氣霧化和水霧化的比較 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 水霧化形成金屬液滴的兩種模型 “濺落 ”機(jī)理 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 “擦落 ”機(jī)理 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 噴嘴結(jié)構(gòu) ? （ 1）設(shè)計(jì)要求： ? a、使霧化介質(zhì)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(zhì)與金屬液流之間形成最合理的噴嘴角度； ? c、使金屬液流產(chǎn)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(jiǎn)單。 ? （ 2）噴嘴結(jié)構(gòu) 自由降落式噴嘴 ? 限制式噴嘴 （側(cè)限式） 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 噴嘴結(jié)構(gòu) 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 噴嘴 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ? 影響霧化粉末性能的因素 ? （ 1）霧化介質(zhì) ? 1）霧化介質(zhì)類別 ? 氣體 ： 1)氧化不嚴(yán)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(zhì)； ? 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(qiáng)，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(xì)， 誠(chéng)樸求是 博學(xué)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(xì)。 ? 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(xué)成分的影響 ? 金屬?gòu)?qiáng)烈氧化時(shí)，粘度大大提高。 ? 2）金屬液過(guò)熱溫度 ? 金屬液 過(guò)熱溫度愈高，越易得細(xì)、球形粉末 ? 3）金屬液流直徑 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 3）金屬液流直徑 ? 通常，越細(xì)，細(xì)粉末越多； ? 但太小，會(huì)降低霧化粉末生產(chǎn)率，堵塞漏嘴，使金屬液過(guò)冷，不易得細(xì)粉末。 ? 還要考慮金屬熔點(diǎn)的高低。 ? 通常熔點(diǎn)小于 1000℃ ，金屬液流直徑 56mm； ? 通常熔點(diǎn)小于 1300 ℃ ，金屬液流直徑 68mm； ? 通常熔點(diǎn)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(zhǎng)度短，噴射角適當(dāng)。 ? 2)聚粉裝置參數(shù) ： ? 液滴飛行路長(zhǎng)，利于形成球形，粉末也較粗 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 二、離心霧化 ? 利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)造成的離心力 將金屬液流擊碎成細(xì)的液滴，然后冷凝成粉末。 ? 旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)霧化 ? 旋轉(zhuǎn)電極霧化 ? 旋轉(zhuǎn)坩堝霧化 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 離心霧化示意圖 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 離心霧化特點(diǎn) ? 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(wú)坩堝耐火材料污染，可制取高純、無(wú)污染的難熔金屬化合物球形粉末； ? 3）缺點(diǎn)是工藝受設(shè)備規(guī)模、生產(chǎn)過(guò)程連續(xù)化和自動(dòng)化限制，效率低，粉末價(jià)格較高。 旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)霧化 ? 工作原理 ： ? 漏嘴流出金屬液被壓力水引至圓盤(pán)，為葉片擊碎。 ? 適于 ：鐵、鋼等粉末，已用于生產(chǎn)鋁合金、鎳基高溫合金粉末等。 ? 冷卻速度： 10000 ℃ /s，粒度小于 100μm，轉(zhuǎn)速 24000r/min；冷卻氣體用氦氣。 旋轉(zhuǎn)電極 ? 工作原理： ? 金屬合金作旋轉(zhuǎn)自耗電極，電弧熔化。 ? 旋轉(zhuǎn)速度 ? 100050000r/min。 ? 陽(yáng)極直徑 25cm。 ? 收集室內(nèi) 先抽真空，霧化前充氬氣或氮?dú)獾取? 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 旋轉(zhuǎn)電極霧化裝置 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ? 應(yīng)用 ：制取高合金粉末、活性金屬粉末及 超合金粉末。 ? 優(yōu)點(diǎn) ： ? 粉末 純度 很高， 氧化 物含量很低；球形；粒度均勻； ? 缺點(diǎn) ： ? 生產(chǎn)率低；顆粒較粗；可能被污染。 旋轉(zhuǎn)坩堝法 ? 工作原理 ： ? 有一根固定電極和一個(gè)旋轉(zhuǎn)水冷坩堝，電極和坩堝內(nèi)的金屬之間產(chǎn)生電弧時(shí)金屬熔化。 ? 坩堝 旋轉(zhuǎn)速度 ： 30004000r/min ? 適于 ：鋁合金、鈦合金和鎳合金粉末 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 旋轉(zhuǎn)盤(pán) 旋轉(zhuǎn)坩堝法 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 三、其它霧化工藝 旋轉(zhuǎn)輪法 振動(dòng)電極霧化 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 旋轉(zhuǎn)網(wǎng) 旋轉(zhuǎn)杯 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 真空霧化和超聲霧化 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 四、各種霧化工藝比較 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 五、霧化粉末顯微結(jié)構(gòu)的控制 圖 霧化粉末 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 五、霧化粉末顯微結(jié)構(gòu)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(jì)。 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 水霧化粉末粒度與二次枝晶間距的關(guān)系 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 溫度梯度和溫度對(duì)快速凝固粉末的顯微組織結(jié)構(gòu)的影響 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ? 1） 間距 越小，結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)，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(shí)間，同時(shí)，在凝固前，高的 表面能 和細(xì)的 粉末粒度 有助于球形粉末顆粒的形成。 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 六、快速冷凝技術(shù) ? RST是霧化技術(shù)的發(fā)展，它 主要特點(diǎn) 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(xì)化達(dá)到微晶程度，在適當(dāng)應(yīng)變速度下可能出現(xiàn)超塑性等，快速冷凝技術(shù)可制 非晶、準(zhǔn)晶和微晶粉末。 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ? ? 一、二流霧化 ? 霧化過(guò)程原理 ? 噴嘴結(jié)構(gòu) ? 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(jié)構(gòu)的控制 ? 六、快速冷凝技術(shù) ? 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(jié)構(gòu)和離心霧化方法。 ? 熟悉其他霧化工藝。 ? 了解快速冷凝技術(shù)。 誠(chéng)樸求是 博學(xué)篤行 ? 氣霧化和水霧化的比較。