[發(fā)明專利]一種在金屬離心霧化中制備小粒徑粉末的轉(zhuǎn)盤裝置

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• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113059170A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李龍;王吉南;栗繼偉;汪球;趙偉
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院力學(xué)研究所
• 主分類號: B22F9/10
• 分類號: B22F9/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

本發(fā)明提供一種在金屬離心霧化中制備小粒徑粉末的轉(zhuǎn)盤裝置，包括圓柱形轉(zhuǎn)盤，還包括：聲波發(fā)生器，包括振動器和為振動器提供動力的電源或氣壓源，振動器安裝在轉(zhuǎn)盤上表面的上方，以向轉(zhuǎn)盤上表面發(fā)出由聲波或超聲波形成的振動波，且振動波形成的區(qū)域覆蓋所述轉(zhuǎn)盤的上表面區(qū)域。本發(fā)明利用聲波發(fā)生器產(chǎn)生振動波，使轉(zhuǎn)盤表面的金屬膜在聲波擾動的作用下，產(chǎn)生振動并傳播形成不穩(wěn)定波，不穩(wěn)定波將加劇和加速金屬膜離心破碎成液滴的過程，使得離心后的液滴直徑更小、形成時間更短。因此可得到更小粒徑的金屬粉末，并能夠提高霧化效率、增加粉末產(chǎn)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬霧化領(lǐng)域，特別是涉及一種在金屬離心霧化中通過形成不穩(wěn)定波而對金屬膜造成擾動以制備小粒徑粉末的轉(zhuǎn)盤裝置。

背景技術(shù)

目前，應(yīng)用于高溫金屬粉末的霧化技術(shù)主要有氣體霧化法(AA法)、真空感應(yīng)氣霧化法(VIGA法)、無坩堝電極感應(yīng)熔化氣體霧化法(EIGA法)、等離子火炬法(PA法)、等離子旋轉(zhuǎn)霧化法(PREP法)以及轉(zhuǎn)盤離心霧化法等。

其中，EIGA工藝通過高頻感應(yīng)線圈將緩慢旋轉(zhuǎn)的電極材料熔化并通過控制熔化參數(shù)形成細小液流(液流不需要接觸水冷坩堝和導(dǎo)流管)，當(dāng)合金液流流經(jīng)霧化噴嘴時，液流被霧化噴嘴產(chǎn)生的高速脈沖氣流擊碎并凝固形成微細粉末顆粒。EIGA法粉末最大的優(yōu)勢是無耐火材料夾雜、能耗小，不足之處是目前國內(nèi)技術(shù)制得的金屬粉末粒度較粗大，電極的偏析也會導(dǎo)致合金粉體材料的成分不均勻。

PREP法制備的粉末具有表面清潔、球形度高、伴生顆粒少、無空心/衛(wèi)星粉、流動性好、高純度、低氧含量、粒度分布窄等優(yōu)勢。但是，PREP工藝受限于電極棒大幅提速后導(dǎo)致的密封、振動等相關(guān)技術(shù)瓶頸，采用該法仍難以低成本制備細粒徑粉體。

目前較常采用的是轉(zhuǎn)盤離心霧化法，該方法通過將金屬液體流向高速旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)盤面中心，在離心力的作用下，細小的液滴從轉(zhuǎn)盤邊緣甩出并且凝固成粉末顆粒，轉(zhuǎn)盤離心霧化法具有成本低、粒徑集中度高等優(yōu)點。

如果想要最終得到的粉末粒徑越小，則需要更大的轉(zhuǎn)速和更大的轉(zhuǎn)盤直徑，但轉(zhuǎn)速本身受限制于電機等驅(qū)動器的最高轉(zhuǎn)速，過高的轉(zhuǎn)速容易產(chǎn)生振動破壞，而更大的轉(zhuǎn)盤直徑也會帶來非常大的離心力和振動，且對轉(zhuǎn)盤的強度要求很高。

因此，需要提供一種在不增加轉(zhuǎn)盤直徑和轉(zhuǎn)速的情況下，得到小粒徑粉末的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種在金屬離心霧化中通過形成不穩(wěn)定波而對金屬膜造成擾動以制備小粒徑粉末的轉(zhuǎn)盤裝置。

具體地，本發(fā)明提供一種在金屬離心霧化中制備小粒徑粉末的轉(zhuǎn)盤裝置，包括圓柱形轉(zhuǎn)盤，還包括：

聲波發(fā)生器，包括振動器和為振動器提供動力的電源或氣壓源，振動器安裝在轉(zhuǎn)盤上表面的上方，以向轉(zhuǎn)盤上表面發(fā)出由聲波或超聲波形成的振動波，且振動波形成的區(qū)域覆蓋所述轉(zhuǎn)盤的上表面區(qū)域。

本發(fā)明利用聲波發(fā)生器產(chǎn)生振動波，使轉(zhuǎn)盤表面的金屬膜在聲波擾動的作用下，產(chǎn)生振動并傳播形成不穩(wěn)定波，不穩(wěn)定波將加劇和加速金屬膜離心破碎成液滴的過程，使得離心后的液滴直徑更小、形成時間更短。因此可得到更小粒徑的金屬粉末，并能夠提高霧化效率、增加粉末產(chǎn)量。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一個實施方式的轉(zhuǎn)盤裝置結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明一個實施方式的轉(zhuǎn)盤裝置在工作時的狀態(tài)示意圖。

具體實施方式

以下通過具體實施例和附圖對本方案的具體結(jié)構(gòu)和實施過程進行詳細說明。

如圖1所示，在本發(fā)明的一個實施方式中，公開一種在金屬離心霧化中制備小粒徑粉末的轉(zhuǎn)盤裝置，包括圓柱形轉(zhuǎn)盤1和聲波發(fā)生器。