[發(fā)明專利]一種逐液滴霧化法制備超細(xì)低熔點(diǎn)球形金屬粉末的裝置及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811119596.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-25
• 公開（公告）號(hào): CN109093128A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董偉;許富民;孟瑤;朱勝;王曉明;白兆豐;王延洋;韓陽;李國斌;趙陽;石晶;韓國峰;王思捷;常青;任志強(qiáng);滕濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 大連理工大學(xué);中國人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院
• 主分類號(hào): B22F9/10
• 分類號(hào): B22F9/10
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責(zé)任公司 21212
• 代理人: 李馨

本發(fā)明提供一種逐液滴霧化法制備超細(xì)低熔點(diǎn)球形金屬粉末的裝置及方法。裝置包括殼體、設(shè)置于殼體內(nèi)的坩堝和粉末收集區(qū)，其特征在于，設(shè)置在粉末收集區(qū)的轉(zhuǎn)盤為鑲嵌式結(jié)構(gòu)，選擇導(dǎo)熱性較差的材料轉(zhuǎn)盤的基體部分，選擇與液滴的潤濕角小于90°的金屬材料，鑲嵌進(jìn)主體部分作為轉(zhuǎn)盤的霧化平面，轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)有通氣孔。本發(fā)明還公開了制備方法，結(jié)合脈沖微孔噴射法和離心霧化法，配合轉(zhuǎn)盤結(jié)構(gòu)并對(duì)轉(zhuǎn)盤表面感應(yīng)加熱，從而使金屬液突破了傳統(tǒng)熔融金屬的分裂模式，實(shí)現(xiàn)了只有當(dāng)霧化介質(zhì)為水溶液或有機(jī)溶液時(shí)才能實(shí)現(xiàn)的纖維狀分裂方式，在超微細(xì)化方面取得飛躍進(jìn)步，制得圓球度高、有良好流動(dòng)性和鋪展性、無衛(wèi)星滴的符合使用要求的低熔點(diǎn)超微細(xì)金屬球形粉末。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于超細(xì)球形微粒子制備技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，尤其涉及一種利用逐液滴霧化法制備超細(xì)低熔點(diǎn)球形金屬粉末的裝置及方法。

背景技術(shù)

隨著技術(shù)的變革，球形金屬粉末在3D打印快速成型、半導(dǎo)體集成電路等方面都有著很大的需求量，且質(zhì)量要求也在不斷提高。3D打印用金屬粉末要求圓球度高，粒徑均一，無衛(wèi)星滴，具有良好的鋪展性和均勻的流動(dòng)性。

目前，國內(nèi)外生產(chǎn)金屬球形粉末的方法有霧化法，包括氣霧化法、水霧化法、離心霧化法等。但是上述霧化法制備粉末的分散度較寬，必須通過多次篩分才能得到滿足使用要求粒徑的粒子，而且圓球度差，粉末上存在大量的衛(wèi)星滴，無法滿足使用要求，并且生產(chǎn)效率低。

國內(nèi)所用粉末大部分都依賴進(jìn)口，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足使用的要求。因此，探索一種制備效率高、粉末質(zhì)量高的超微細(xì)球形金屬粉末的制備裝置及方法意義重大。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)上述提出現(xiàn)有金屬粉末制備過程中存在的流動(dòng)性及鋪展性差、成品率低、效率低等技術(shù)問題，而提供一種逐液滴霧化法制備超細(xì)低熔點(diǎn)球形金屬粉末的裝置及方法。本發(fā)明主要結(jié)合脈沖微孔噴射法和離心霧化法兩種方法，同時(shí)對(duì)轉(zhuǎn)盤進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，且對(duì)轉(zhuǎn)盤表面進(jìn)行感應(yīng)加熱，從而使金屬液突破了傳統(tǒng)熔融金屬的分裂模式，實(shí)現(xiàn)了只有當(dāng)霧化介質(zhì)為水溶液或有機(jī)溶液時(shí)才能實(shí)現(xiàn)的纖維狀分裂方式，與現(xiàn)有的離心霧化技術(shù)相比較，這種線狀分裂模式下霧化得到的粉末在超微細(xì)化方面可取得飛躍進(jìn)步，同時(shí)通過這種模式可以制備得到圓球度高、有良好流動(dòng)性和鋪展性、無衛(wèi)星滴的符合使用要求的低熔點(diǎn)超微細(xì)金屬球形粉末。

本發(fā)明采用的技術(shù)手段如下：

一種逐液滴霧化法制備超細(xì)低熔點(diǎn)球形金屬粉末的裝置，其特征在于，包括：殼體、設(shè)置于所述殼體內(nèi)的坩堝和粉末收集區(qū)，其中，所述粉末收集區(qū)置于所述殼體內(nèi)的底部，所述坩堝置于所述粉末收集區(qū)上部；

所述坩堝是以中心線為軸的、內(nèi)外嵌套圓環(huán)式結(jié)構(gòu)，所述坩堝的內(nèi)容納腔的底部與所述坩堝的外容納腔的底部設(shè)有相貫通的中心孔，所述內(nèi)容納腔的底部與所述外容納腔的底部之間設(shè)有用于熔融金屬流通的空間；所述坩堝的內(nèi)容納腔設(shè)有與設(shè)置在所述殼體外部的壓電陶瓷相連的傳動(dòng)桿，所述傳動(dòng)桿下端設(shè)有壓片，所述壓片正對(duì)所述內(nèi)容納腔的中心孔上方；

所述殼體上設(shè)有伸入于所述坩堝內(nèi)的坩堝進(jìn)氣管，所述殼體上還設(shè)有與所述坩堝相連通的機(jī)械泵、擴(kuò)散泵，所述殼體上還設(shè)有腔體進(jìn)氣管和腔體放氣閥；

所述粉末收集區(qū)包括設(shè)置在所述殼體底部的收集盤和設(shè)置于所述收集盤上方的與電機(jī)相連的用于霧化金屬粉末顆粒的轉(zhuǎn)盤；

其特征在于：

所述轉(zhuǎn)盤包括基體，所述基體由上部的承接部和下部的支撐部構(gòu)成的縱截面呈類“T型”的主體結(jié)構(gòu)，所述承接部上表面設(shè)有與其圓心同軸的具有一定半徑的圓形凹槽；其中，所述基體采用導(dǎo)熱性小于20W/m/k的材料制成；

霧化平面，為圓盤結(jié)構(gòu)，所述圓盤與所述圓形凹槽相匹配且與所述圓形凹槽過盈配合，所述霧化平面采用與霧化液滴潤濕角小于90°的材料制成；

通氣孔，貫通設(shè)置在所述承接部及所述支撐部內(nèi)，所述通氣孔的上端面與所述霧化平面的下端面接觸，所述通氣孔的下端與外界連通；