[發明專利]一種高效復合式氣霧化制粉裝置及方法

有效

• 申請號: 202011486531.8
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112658271B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 張雪峰;劉先國;孫玉萍;李紅霞;李忠
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B22F9/14
• 分類號: B22F9/14;B22F9/08
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 尉偉敏;薄盈盈

1.一種高效復合式氣霧化制粉裝置，其特征在于，包括依次連接的真空熔煉系統、霧化系統和粉末收集室；所述真空熔煉系統包括真空熔煉室、位于所述真空熔煉室內的高頻熔煉線圈、熔煉坩堝、第一真空系統、第一保護氣氛氣路和第一冷卻系統；所述熔煉坩堝處于高頻熔煉線圈的正下方且中心線處于同一軸線上；所述霧化系統包括霧化室、位于所述霧化室內的高壓非氧化氣路、氣霧化噴嘴、電極槍、第二真空系統、第二保護氣氛氣路、Ar氣路和第二冷卻系統；所述氣霧化噴嘴設有中心孔，所述中心孔裝有導向裝置；所述電極槍位于氣霧化噴嘴的下邊緣3~5mm處。

2.根據權利要求1所述的一種高效復合式氣霧化制粉裝置，其特征在于，所述高頻熔煉線圈內、外安裝有帶中心孔的陶瓷防護罩，材質為氧化釔、氧化鋯、氮化硼或氧化鋁。

3.根據權利要求1所述的一種高效復合式氣霧化制粉裝置，其特征在于，所述高壓非氧化氣路的出氣口與金屬或合金液流呈0~90^o。

4.根據權利要求1所述的一種高效復合式氣霧化制粉裝置，其特征在于，所述氣霧化噴嘴、中心孔、導向裝置、高頻熔煉線圈和電極槍中心點在同一軸線上。

5.根據權利要求4所述的一種高效復合式氣霧化制粉裝置，其特征在于，所述電極槍至少兩個且同圓心呈偶數對稱排列，所述電極槍包括電極，所述電極距離圓心3~5mm，所述電極的材料為鎢、石墨或鈮。

6.一種利用如權利要求1-5任一所述的裝置進行氣霧化制粉的方法，其特征在于，包括以下步驟：

（1）將待制粉金屬或合金投入高頻熔煉線圈內，密封好真空熔煉室，通過第一真空系統和第二真空系統對整個裝置進行抽真空，將第一保護氣體通過第一保護氣氛氣路通入到真空熔煉室內，將第二保護氣體通過第二保護氣氛氣路通入到霧化室和粉末收集室內；高純Ar氣通過Ar氣路反沖入霧化室；

（2）用高頻熔煉線圈對待制粉金屬或合金進行熔化，待其熔化后熔體溫度超過待制粉金屬或合金的熔點100~300?^oC后，形成穩定連續的金屬或合金液流；

（3）步驟（2）得到的金屬或合金液流在重力的作用下自由下落，同時，對電極槍施加電壓進行起弧放電，當液流離開氣霧化噴嘴時，同步被高能等離子電弧和噴嘴產生的惰性氣流破碎成細小的金屬液滴；

（4）金屬或合金液滴在下降過程中經過第二冷卻系統冷卻凝固，得氣霧化粉末，落入設備下端的粉末收集室中。

7.根據權利要求6所述的氣霧化制粉的方法，其特征在于，

步驟（1）中，抽真空后的裝置內的真空度至少達到1×10^-3Pa；

所述真空熔煉室、霧化室和粉末收集室的氣體壓力為0.10~0.5?MPa；

所述霧化室內部高純Ar氣的壓力為0.01~0.05?MPa；

步驟（2）中，所述高頻熔煉線圈的功率為10~300?kW。

8.根據權利要求6所述的氣霧化制粉的方法，其特征在于，步驟（3）中，電極槍施加電壓為30~100?V，霧化氣體壓力為0.5~20?MPa。

9.根據權利要求6所述的氣霧化制粉的方法，其特征在于，步驟（4）中，所述氣霧化粉末的粒度為0.1~50μm，氧含量為100~1000?ppm。