[發明專利]一種氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法及應用

有效

• 申請號: 202010105568.5
• 申請日: 2020-02-20
• 公開（公告）號: CN111215634B
• 公開（公告）日: 2023-04-18
• 發明（設計）人: 曾美琴;李陽;魯忠臣;胡仁宗;朱敏
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F9/04
• 分類號: B22F9/04;B22F1/068;C09D5/30
• 代理公司: 北京嘉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11687
• 代理人: 楊波

1.一種氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法，其特征在于：包括如下步驟：

(1)在球磨罐中裝入高純度Al粉末，放入金屬磨球為硬質合金材質，球料比為30：1-50：1，球料填充比為50％，混入占粉末總質量比為0.5～3％聚合醇胺和無水乙醇混合液作為有機溶劑；

(2)對球磨罐進行抽真空清洗，然后通入高純氨氣，氣壓為0.1Mpa，使球磨室內的放電強度達到5×10⁵V/m；

(3)開啟機械振動，調節振動平臺振幅峰峰值到達10mm-15mm，球磨機振動加速度為280～410m/s²；開啟等離子體電源，調節工作電流為0.5～3A，激發電壓為10～20kV；放電等離子球磨時間為2～3h；

(4)收集片狀鋁粉并進行分級處理，獲得粒度為25～35μm且表面布滿小凸起的低發射率低光澤度片狀鋁粉；

其中，氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的工作原理如下：

對球磨罐的兩電極施加高壓脈沖電，激發球磨罐內的氨氣，產生低溫放電NH3等離子體，進行輝光放電下的等離子體輔助球磨；在等離子球磨中，球磨罐內具有兩種放電模式：其一為兩電極之間氣體激發形成的放電，產生輝光放電彌漫在球磨罐空間內，是氣體和粉末激發活化的主要能量來源，稱之為外建電場；另一種放電模式為磨球之間、粉末顆粒之間的放電，為內建電場；內建電場與外加電場大小呈非線性關系；

通過調整相關球磨參數，所述相關球磨參數包括振幅峰峰值、磨球材質、填充比，能夠影響AlN介質顆粒與Al基體之間的內建電場強度，與外建電場相疊加后將引起大量的電場畸變，形成強度極高的局部電場，使得粉末直接熔穿，在片狀粉末表面形成微孔，進而在球磨機械能的作用下引起應力集中，進而形成裂紋，進一步細化粉末，最終形成片狀尺寸均一的片狀鋁粉，且由于特定氨氣等離子體電場強度條件下，氨氣與鋁粉表面發生氣固原位反應構成電場畸變，促進了片狀粉末的破碎，并在鋁粉表面形成了大量小凸起，使得片狀鋁粉具有更高的粗糙度。

2.根據權利要求1所述氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法，其特征在于：金屬磨球介質為硬質合金球。

3.根據權利要求1所述氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法，其特征在于：所述高純度Al粉末的平均粒度為10-50μm。

4.根據權利要求1所述氨氣等離子球磨制備片狀鋁粉的方法，其特征在于：聚合醇胺和無水乙醇混合液的質量比為1:1。

5.權利要求1所述制備方法制備得到的片狀鋁粉應用于紅外線-可見光兼容隱身材料中的應用。