粉末原材料經(jīng)過壓制成型、注射成型、增材制造成型等產(chǎn)生的零部件生胚,需要脫除為容易成型而添加的粘結(jié)劑,再在一定加熱溫度下燒結(jié)合金化,獲得力學(xué)性能優(yōu)良的粉末冶金零部件;在真空條件下,能為粉末成型制品燒結(jié)提供所需要的潔凈環(huán)境。
高溫石墨化裝備主要由真空爐體、加熱系統(tǒng)、充氣系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、裝卸料車及電氣控制系統(tǒng)等組成。用于碳材料的超高溫高溫石墨化。
粉末材料包覆改性裝備,主要機構(gòu)包括電阻絲為加熱元件,設(shè)計有物料均質(zhì)攪拌裝置,采用多段程序控溫系統(tǒng),移相觸發(fā)、可控硅控制;裝物料坩堝采用高純石英玻璃或高純石墨(帶蓋),爐體保溫層為耐高溫陶瓷纖維等組成。用于鋰電材料石墨粒子核殼包覆、納米硅表面碳包覆改性等。
一些氧化物在加熱和有氫氣條件下,氧原子會與氫原子結(jié)合,發(fā)生還原反應(yīng),氧化物被脫除氧生成單質(zhì)材料;裝料舟皿承載物料在充滿氫氣的加熱設(shè)備中被排列推動,大量生產(chǎn)這些粉體材料。
一些鹽類物質(zhì)在不同加熱溫度下煅燒發(fā)生分解或化合反應(yīng),生成氧化物或多相材料;裝料匣缽承載物料在充滿氫氣或其它種類氣氛的加熱設(shè)備中被排列推動,大量生產(chǎn)這些粉體材料。
海綿鈦經(jīng)氫化變脆,研磨破碎、氫化鈦粉末真空j加熱脫氫,這是一種生產(chǎn)非球形鈦粉末的技術(shù)路徑。
射頻感應(yīng)等離子體做為一種工藝技術(shù),在粉體材料的處理和合成制備方面的應(yīng)用是行業(yè)的高新技術(shù),固體不規(guī)則形狀粉末顆粒注入惰性氣體高溫等離子體中,粉末顆粒在高溫等離子體的灼燒下吸收大量的熱,表面迅速融化,并以極高的速度進入反應(yīng)器,在快速氣冷和表面張力的雙重作用下,冷卻凝固成球形粉末。
通過特殊設(shè)計的燃氣燃燒器按照設(shè)定的噴射角度和火焰長度噴射高溫火焰,在球化室形成高溫火焰區(qū),形狀不規(guī)則的原材料粉末用運載氣體(空氣)經(jīng)送粉器噴入高溫火焰區(qū),粉末顆粒在高溫燃氣火焰的灼燒下吸收大量的熱,表面迅速融化,并快速進入反應(yīng)器,在快速氣冷和表面張力的雙重作用下,冷卻凝固成球形粉末后被收集。
在惰性氣體保護下,原料棒在高頻感應(yīng)器中緩慢旋轉(zhuǎn)、加熱、熔化成液流自由下落,流經(jīng)高壓氣體霧化器,被超音速惰性氣體射流沖擊破碎霧化成大量細小液滴,液滴在霧化塔中飛行冷卻凝固成球狀粉末。熔煉和霧化過程中原料并未與傳統(tǒng)生產(chǎn)方式的坩鍋和導(dǎo)流管等接觸,因此生成的粉末不受污染,粉末材料化學(xué)純度很高。
原材料加熱熔煉澆注到保溫中間包坩堝,通過限流導(dǎo)出管裝置導(dǎo)致高速旋轉(zhuǎn)盤中心,在高速旋轉(zhuǎn)盤上面形成一層沿徑向分布熔液薄膜,在離心力的作用下,熔液薄膜到達旋轉(zhuǎn)盤邊緣,破碎霧化成細小液滴,經(jīng)過氣體冷卻凝固凝形成球形粉末。
熔煉金屬澆注到保溫中間包坩堝中,金屬液體經(jīng)過限流導(dǎo)流管導(dǎo)入高壓水流霧化器,高速水射流將液體金屬破碎霧化成大量細小的金屬液滴,細小的液滴同時被水快速冷卻凝固形成亞球形或不規(guī)則形粉末顆粒。
融合氣霧化技術(shù)和水霧化技術(shù)特點和優(yōu)勢,通過一次氣霧化分散熔融態(tài)金屬,在極短時間內(nèi)再被二次水霧化,能生產(chǎn)超細和類球形粉末材料。
在真空或氣體保護加熱條件下熔煉的金屬熔液經(jīng)過保溫中間包坩堝、限流導(dǎo)流管,導(dǎo)入高壓氣體霧化器,高速氣體射流將金屬液體破碎霧化成大量細小的液滴,液滴在沉積冷卻過程中表面張力作用下凝固成球形或是亞球形粉末顆粒。
高溫等離子體作為一種極端工藝技術(shù),在材料制備應(yīng)用方面是前端的高新技術(shù)。該方法通過把原材料導(dǎo)入氣體高溫高速等離子體中,使之在等離子體高溫作用下熔化和霧化或氣化成細小液滴或原子云,利用氣體冷卻成核、凝固生成微米或納米球形粉末材料,也可以用于多相化合物粉末材料制備。
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