粉末原材料經(jīng)過(guò)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(chē)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(jī)構(gòu)包括電阻絲為加熱元件,設(shè)計(jì)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(huì)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(mǎn)氫氣的加熱設(shè)備中被排列推動(dòng),大量生產(chǎn)這些粉體材料。
一些鹽類(lèi)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(mǎn)氫氣或其它種類(lèi)氣氛的加熱設(shè)備中被排列推動(dòng),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(jìn)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(guò)特殊設(shè)計(jì)的燃?xì)馊紵靼凑赵O(shè)定的噴射角度和火焰長(zhǎng)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(yùn)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?xì)饣鹧娴淖茻挛沾罅康臒?,表面迅速融化,并快速進(jìn)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(hù)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(xì)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(guò)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(guò)限流導(dǎo)出管裝置導(dǎo)致高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)中心,在高速旋轉(zhuǎn)盤(pán)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(dá)旋轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣,破碎霧化成細(xì)小液滴,經(jīng)過(guò)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(guò)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(xì)小的金屬液滴,細(xì)小的液滴同時(shí)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(diǎn)和優(yōu)勢(shì),通過(guò)一次氣霧化分散熔融態(tài)金屬,在極短時(shí)間內(nèi)再被二次水霧化,能生產(chǎn)超細(xì)和類(lèi)球形粉末材料。
在真空或氣體保護(hù)加熱條件下熔煉的金屬熔液經(jīng)過(guò)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(xì)小的液滴,液滴在沉積冷卻過(guò)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(guò)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(xì)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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