一种新型的气体雾化制粉方法
[文章编号]1004-0609(2001)S2-0033-04
一种新型的气体雾化制粉方法①
陈 刚1,陈振华1,严红革1,袁武华2
(1.湖南大学材料科学与工程学院,长沙410082;2.中南大学材料科学与工程系,长沙410083)
[摘 要]在传统气体雾化的基础上,提出了一种新型的气体雾化制粉方法,即在雾化气流中添加NaCl粉末,提高
气流的冲击动量。通过对62623青铜,Al,Al2Si,Pb,Sn,Zn等多种材料进行的雾化实验结果表明,该方法能够有效
减小雾化粉末的粒度,与传统气体雾化相比,平均粒度可减小50%,此外还可大幅提高细粉收得率,且不会过多影
响粉末的纯度。
[关键词]气体雾化;金属粉末制备
[中图分类号]TF124.1 [文献标识码]A
粉末制备技术是粉末冶金技术的基础。随着现
代社会对高性能材料的需求,对粉末的要求也越来
越苛刻,粉末的粒度、粒度分布、洁净程度、经济
性方面的指标越来越高。例如,大推力火箭需要粒
度<5μm的球形铝粉作为固体燃料;正在发展的表
面热喷涂技术需要粉末粒度细、分布均匀的球形粉
末;现代高科技金属粉末注射成型工艺需要大批量
的粒度细(<10μm)、球形度好的不锈钢和其它合
金粉末。因此,发展高性能粉末及其制备技术已成
为材料科学与工程研究中一个十分活跃的高科技前
沿领域。
粉末的制备方法很多,气雾化能耗小、不污染
环境、粉末纯度高,且粉末特性可控,已成为近年
来国际上高性能制粉技术发展的主要方向。据统
计,80%金属粉末采用雾化法生产。影响喷雾效果
的关键因素在于气流对金属液流的冲击强度和效
率,目前主要是在结构上注重漏孔和喷枪的设计。
传统方法主要采用自由下落式,这样可以大批量稳
定生产雾化粉末,但是粉末粒度较大,气体的能量
转换率不高[1]。为了提高细粉率和气体对液流的冲
击作用,现在都趋向于使用紧凑式设计[2]。减小漏
孔直径,加大气体供给压力,改变喷枪设计以产生
高速气流和具有强扰动能力的气流。20世纪70年
代以来,美国麻省理工学院Grant教授开发了超声
气体雾化技术(USGA),使气体雾化技术有一个较
大的进展,粉末的平均粒度从一般的40μm降到
20μm左右[3～4]。美国Ames国家实验室开发了高压
气体雾化(HPGA)系统,通过增大气体压力,结合拉瓦尔喷枪的设计,大大增强了气体对液流的冲击
作用,可使粉末粒度降到10μm以下[5～6]。20世纪
90年代初,中南工业大学陈振华教授发明的多级
雾化[7,8]是传统的气体雾化与离心雾化或双辊(多
辊)雾化的完美结合,生产的粉末粒度可达5～
7μm[9]。采用超声波和高压气体喷枪设计是当今生
产超细金属雾化粉末的主要手段,但质量和价格还
是不能满足市场的要求,其原因是工艺参数难以控
制,产品成品率不高。因此,继续在理论上弄清雾
化机理,更加完善现有的设计思路的同时,人们也
在不断开发新的思路,工作的重点大都集中在改进
雾化喷枪的结构或提高破碎效果上,很少有人在雾
化介质方面做工作。
作者在大量雾化研究工作的基础上,发明了一
种新型的雾化技术———固体雾化技术[10]。其核心
是在不改变现有设备和喷腔结构的前提下,改变雾
化介质,在雾化气流中加入固体粉末,提高气流的
冲击动量,增强破碎效果,从而达到提高雾化效率
和细粉收得率的目的。
1 实验方法
实验在常规粉末雾化设备上进行,选择多种材
料作为实验对象,包括62623青铜,Al,Al2Si,Pb,
Sn,Zn等。各种材料均在电阻炉中熔炼,过热度为
150℃。雾化介质为N2,雾化喷腔采用环缝式设
计,孔径2.5mm,导液管直径3.8mm,雾化气流压
力为8×105Pa,在气流中加入粒度为175～350μm第11卷专辑2Vol.11S2 中国有色金属学报TheChineseJournalofNonferrousMetals 2001年11月Nov. 2001
①[收稿日期]2001-08-14;[修订日期]2001-09-04 [作者简介]陈 刚(1965-),男,博士.
© 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.的NaCl粉末,其流量为1632g/min,金属液流流量
为4322g/min。雾化后的粉末经过水洗,以去除
NaCl。采用化学方法分析粉末中残余Na离子含量。
粉末粒度测量在MASTERSIZER粒度分析仪上进
行。各种材料均采用常规雾化方式制取一批粉末,
以作对比。
2 实验结果
图1所示为采用不同雾化方式获得的粉末粒度
组成。其中Al2g,Al2Si2g,Pb2g,Sn2g,Zn2g为采用
常规气雾化制取的粉末,Al2s,Al2Si2s,Pb2s,Sn2s,
Zn2s为添加NaCl后气雾化制取的粉末。图1(a)是62623青铜在添加NaCl后气雾化制取的粉末粒度组
成,从图中可以看出粉末粒度分布在40～90μm之
间存在一个较宽的平台,即粉末的粒度分布较集
中。从图1(b)～(f)的不同雾化方式获得的各种粉
末粒度组成情况来看,添加NaCl粉末后的粒度分
布曲线的峰值均往细粉末方向移动,曲线相对来说
要比常规雾化粉末的尖锐一些。从统计的数据来
看,添加NaCl雾化粉末的平均粒度(中位径)比常
规雾化粉末的平均粒度(中位径)小一半以上,如表
1所示。
Al2Si和Sn经不同雾化方式得到的粉末中残余
Na含量如表2所示。可以看出,添加NaCl雾化、
经水洗处理后的粉末中残余Na含量相对常规雾化
图1 各种材料经不同雾化方式获得的粉末粒度组成
Fig.1 Particlesizedistributioncharacteristicsofpowderbytwoatomizationprocesses・43・中国有色金属学报 2001年11月
© 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.表1 各种材料经不同雾化方式获得的粉末平均粒度
Table1 Meanparticlesizeofdifferentkindsofmetalpowdersbytwoatomizationprocesses
PowderMeanparticlesize/μmPowderMeanparticlesize/μm
Al2g29.19Sn2g15.39
Al2s13.27Sn2s7.26
Pb2g8.65Zn2g8.64
Pb2s4.06Zn2s3.89
表2 经不同雾化方式得到的粉末中残余Na含量
Table2 ResidualNa+contentinpowdersby
differentatomizationprocesses
Powderw(Na+)/%Powderw(Na+)/%
Al2Si2g0.016Sn2g0.005
Al2Si2s0.022Sn2s0.006
的要高一些,但是总体含量仍很低。
3 讨论
气体雾化的主要机理可以通过以下过程阐述:
1)在金属液流中形成波动,且波动的幅度不断增
加;2)在气流的进一步冲击下,波动的液流被撕裂
成液带;3)液带进一步被破碎,球化成液滴;4)液
滴冷却,形成粉末。根据这样的模型,最终液滴的
直径为[11]:
d=2.95γ
LρgU2s(1)
式中 L为与气雾化过程相关的参数,ρg气体密
度;γ液流表面能,Us气体流速。
添加NaCl粉末后,气体的密度大大提高,气
体的动量增加,因而对液流的冲击力得到了提高;
同时,所添加的NaCl还可以直接冲入金属液流的
内部,使液流被撕裂得更充分。在这两方面的作用
下,粉末粒度大大降低,细粉收得率得到提高。另
外,添加NaCl后,气流运行的扰动减少,可以更集
中地冲击液流,这可能是粉末粒度分布范围更集中
的原因。从粉末的化学分析来看,最终粉末的残余
Na含量很低,说明所添加NaCl可以通过水洗有效
去除。
以上分析表明,添加NaCl可以明显改进气体
雾化的效率,降低粉末粒度,提高细粉收得率。4 结论
1)添加NaCl可以明显改进气体雾化的效率,
降低粉末粒度,提高细粉收得率。
2)所添加的NaCl可以通过水洗有效去除,不
会过多影响粉末的纯度。
[REFERENCES]
[1] HUANGPei2yun(黄培云).粉末冶金原理[M].Bei2
jing:MetallurgicalIndustryPress,1997.
[2] HopkinsWG.Finepowder:close2coupledoropen2die
atomization[J].MetalPowderReport,1990,45(1):
41.
[3] RamanRV,PatelAN,CanbonaraRS.Rapidlysolidi2
fiedpowdersproducedbyanewatomizationprocess[J].
MetalPowderReport,1984,39(2):106.
[4] ErichDL,PatelAN.Battelleplancommercializationof
two2stagespinningcupatomizationprocess[J].Metal
PowderReport,1984,42(10):698.
[5] AndersonIE.Boostinatomizerpressureshavespowder2
particlesize[J].AdvancedMaterialsandProcesses,
1991,140(1):30.
[6] AndersonIE,FigliolaRS,MortonH.Flowmecha2
nismsinhighpressuregasatomization[J].MaterSci
Eng,1991,A148:101.
[7] CHENGZheng2hua(陈振华),WANGYun(王 云),
JIANGXian2yang(蒋向阳),etal.快速凝固制粉装置
[P].中国专利:90306130.1990.12.
[8] CHENGZheng2hua(陈振华),WANGYun(王 云),
JIANGXian2yang(蒋向阳),etal.多组快速凝固过程
的成粉理论和装置[J].JournalofSentralSouthInsti2
tuteofMiningandMetallurgy(中南矿冶学院学报),
1991(Suppl.1):11.
[9] LIUYou2zhong(刘允中),CHENZhen2hua(陈振华).
多级雾化大过冷及凝固研究[J].TheChineseJournal
ofNonferrousMetals(中国有色金属学报),1998,8
(Suppl.1):86.
[10] CHENZhen
2hua(陈振华),CHENGang(陈 刚),
YANHong2ge(严红革),etal.液体金属与合金的固
体雾化方法[P].中国专利:01106868.x.
[11] AlanLawley.Atomization[M].MetalPowderIndus2
triesFederation,PA,1992.105.・53・第11卷专辑2 陈 刚,等:一种新型的气体雾化制粉方法
© 1995-2007 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.
水雾化生产镍粉流程
水雾化生产镍粉流程
水雾化生产镍粉是一种常见的粉末冶金制备方法，通过将液态金属雾化成细小的液滴，然后在气体流中快速冷凝，形成细小的粉末颗粒。这种方法具有高效、均匀、可控的特点，被广泛应用于工业生产中。
水雾化生产镍粉的流程可以分为以下几个步骤：
1. 准备工作：首先，需要准备好所需的原料和设备。原料包括纯度较高的镍合金，设备包括雾化器、冷凝器、气体源等。
2. 液态雾化：将镍合金加热至液态，并通过雾化器将其雾化成微小的液滴。雾化器通常采用喷雾头或旋转盘等结构，通过高速气流或机械力将液态金属分散成细小的颗粒。
3. 冷凝固化：将雾化的液滴引入冷凝器，通过冷却介质（如水或气体）使液滴快速冷凝固化。在冷凝过程中，液滴表面的镍原子逐渐凝聚形成颗粒，颗粒的大小和形状受到冷凝速度和冷却介质的影响。
4. 分离处理：将冷凝固化后的镍粉与冷凝介质分离。通常采用过滤、离心等方法将镍粉与冷凝介质分离，得到湿态镍粉。
5. 干燥处理：将湿态镍粉进行干燥处理，去除水分。常用的干燥方法包括气流干燥、真空干燥等，确保镍粉的质量和稳定性。
6. 粉末处理：对干燥后的镍粉进行进一步处理，如筛分、烧结等。筛分可以去除粉末中的杂质和不合格颗粒，提高粉末的纯度和均匀性；烧结则可以使粉末颗粒结合更紧密，提高其力学性能。
7. 包装储存：经过处理后的镍粉可以根据需要进行包装和储存，以便后续的应用和销售。
通过水雾化生产镍粉的流程，可以得到细小均匀的镍粉颗粒，具有较高的纯度和良好的物理化学性能。这种方法不仅能够满足工业生产的需求，还可以应用于电子、化工、航空等领域的高新技术产品制备中。随着科技的不断发展，水雾化生产镍粉的工艺也在不断完善和创新，将为相关领域的发展提供更多的可能性。
EIGA及VIGA制粉工艺
一、EIGA（electrode induction melting gas atomization）—电极感应气雾化制粉设备
1.设备用途
适用于高纯钛、铌、锆等高活性金属及其合金粉末制备，满足3D打印、粉末冶金、注
射成型等领域所需的纯度、球形度及粒度要求，实现低成本、高效率、大批量加工生产。
2.技术特点
（1）将气雾化技术与电极感应熔炼技术相结合，摒弃与金属熔体相接触的坩埚等部件，
可以有效降低熔炼过程中杂质引入，实现活性金属的安全、洁净熔炼；
（2）熔滴在惰性高压气雾化过程中实现快速凝固（103-106K/s），组织均匀，无偏析或
微偏析；
（3）通过技术优化实现粉末粒度分布、球形度和增氧量等技术指标的有效控制；
（4）采用二级旋风分级收集系统设计，提高粉末收得率，减少或杜绝微细粉尘排放。
图1 EIGA设备原理图及实物图
3.设备主要性能指标（中航迈特）
二、VIGA（vacuum induction melting gas atomization）—真空感应气雾化制粉炉
1.设备用途
广泛应用非真空或真空高纯环境下金属粉体雾化合成，适用于各种非活性金属粉末，涉
及镍钴基高温合金、铝合金、不锈钢、模具钢、非晶合金等金属材料及复合材料的制备。
2.工作原理
采用坩埚熔炼合金材料，合金液经中间包底部导管流至雾化喷嘴处，被超音速气体冲击
破碎，雾化成微米级尺度的细小熔滴，熔滴球化并凝固成粉末。
图2 VIGA设备原理图及实物图
3.设备技术特点
（1）采用陶瓷或石墨坩埚中频感应加热熔炼合金材料，通过精炼及纯净导流技术有效提纯；
（2）采用超音速紧耦合气雾化喷嘴技术，可实现多种合金材料微细粉体的制备；
（3）采用二级旋风分级收集系统设计，提高细粉收得率，减少或杜绝微细粉尘排放。
4.主要技术指标（中航迈特）
紧耦合气流雾化喷嘴的设计与制造
紧耦合气流雾化喷嘴的设计与制造
1前言
先进的粉末制备技术是现代粉末冶金科学的基础,是相关新兴高技术产业的先导。高性能、低成本粉末的广泛应用不仅改变了粉末冶金工业的生产内容,而且促进了生产方式的变革。发展高性能粉末及其制备技术,已成为当今材料科学与工程研究中一个十分活跃的高科技前沿领域。气雾化制粉具有环境污染小、粉末球形度高、氧含量低以及冷却速率大等优点,经历近200 年的发展,目前已经成为生产高性能金属及合金粉末的主要方法。雾化方法制取的粉末已占到当今世界粉末总产量的近80 %。
气体雾化技术是生产金属及合金粉末的主要方法。雾化粉末具有球形度高、粉末粒度可控、氧含量低、生产成本低以及适应多种金属及合金粉末的生产等优点，已成为高性能及特种合金粉末制备技术的主要发展方向。气体雾化的基本原理是用一高速气流将液态金属流粉碎成小液滴并凝固成粉末的过程。其核心是控制气体对金属液流的作用过程，使气流的动能最大限度的转化为新生粉末表面能。雾化过程是个多因素、多参量变化的复杂过程, 其中喷嘴是雾化装置中使雾化介质(气体等) 获得高能量、高速度并将雾化介质的能量集中传递给熔融金属的部件, 它对雾化效率和雾化过程的稳定性起重要作用，同时喷嘴的结构和性能决定了雾化粉末的性能和效率。
气雾化方法制备粉末,即利用高速气流作用于熔融液流,使气体动能转化为熔体表面能,进而形成细小的液滴并凝固成粉末颗粒。其历史起源于19世纪20 年代,那时人们利用空气雾化制取有色金属粉末。尽管气雾化技术比粉末冶金技术的起源滞后了近千年,但发展速度非常快,到19 世纪30 年代,就形成了至今仍普遍使用的两类喷嘴:自由落体和限制式喷嘴,如图所示。
自由落体喷嘴设计简单、不易堵嘴、控制过程也比较简单, 但雾化效率不高。限制式喷嘴结构紧凑,雾化效率显著提高,但设计复杂,工艺过程难于控制。因此,气雾化技术在随后一段时期里发展缓慢。随着二次世界大战的爆发,铁粉烧结零件需求量剧增,为此,人们开始寻求更理想的铁粉制备技术。Hanmitak 发明了一种称为DPG的气雾化制粉工艺,成功制取了铁粉,人们把这种铁粉叫做R1E 粉。Mannesman 利用锥形空气气流粉碎熔融铁水的方法同样制得了高性能的铁粉,这就是著名的曼内斯曼法,其基本原理一直沿用至今。雾化铁粉球形度高,表面光洁,适应于大批量生产。
气雾化制粉喷盘工作原理
气雾化制粉喷盘工作原理
气雾化制粉喷盘的工作原理是利用气体能量将固体物料雾化成粒径较小的颗粒，并将其喷射到目标表面上。其主要工作原理如下：
1. 气体进入喷盘：气体经过气源供应系统，通过喷盘的进气口进入喷盘内部。
2. 喷嘴雾化：进入喷盘后的气体会通过喷嘴，喷嘴有多个小孔，通过这些小孔将气体喷射成高速的气体流。
3. 固体物料供给：同时，固体物料会通过供料装置供给到喷盘内部。供料装置可以是震动给料器、旋转给料器等。
4. 气固两相混合：喷射出的高速气体流会与进入喷盘的固体物料相互作用，并将其带入气固两相混合区。在这个区域内，气体将固体颗粒雾化成细小的颗粒，形成气固两相混合物。
5. 喷射到目标表面：气固两相混合物会通过喷盘的喷孔喷射出来，喷射出的粉末颗粒会带有较高的速度，并将其喷射到目标表面上。
6. 成型固化：当粉末颗粒接触到目标表面后，会迅速降低速度，并在表面上形成一层薄膜。随后，这些颗粒会通过固化或熔化等方式与表面进行结合，形成均匀的被覆层。
通过以上的工作原理，气雾化制粉喷盘可以实现对固体物料的雾化和喷射，从而实现物料的粉末化和表面被覆。
电极感应真空气雾化方法
电极感应真空气雾化方法
电极感应真空气雾化(电极感应雾化、EIA)是一种新型的气雾化技术。它是利用电磁波辐射电极使电极表面产生高频振荡，达到产生微细液滴的目的，而且无需蒸汽压的支持。该方法具有成本低、能量利用率高、气雾质量高、易于实现工业化等优点。
该方法的实现，需要采用适合的电极材料和结构、匹配的气体/液体流量、适宜的电场强度和高频电源等多个方面的指标。同时，实现高质量气雾化的过程还需要考虑到气液界面张力、电极表面形貌、气相车速、电荷密度等诸多因素的作用。
在具体的应用中，EIA技术被广泛应用于材料粉末制备、药物输液等领域。例如在材料制备中，EIA气雾化方法可以高效地制备出纳米级金属颗粒、复合材料粉末等物质，具有广泛的应用前景。再如在药物输液方面，EIA技术的微细液滴可以大大提高药物的活性和生物利用度，为现代医药事业的发展做出了积极的贡献。
总的来说，电极感应真空气雾化是一种全新的、高效的气雾化方法，其在材料制备、医药输液等领域的应用前景广阔，具有重要的实际应用价值。
一种新型的雾化方法
第８卷第４期 ２００２年８月 中 国粉体技术 Ｖ０Ｉ．８ Ｎｏ ４ Ａｕｇｕｓｔ ２００２ 一 ｌ ＿ 。 ：专 选＿ 吕 洪 ，陈 鼎 ，傅定发 ，龙小兵 ，陈 刚 （１．中南大学材料科学与工程系，湖南长沙４１００８３；２．湖南大学材料科学与工程学院，湖南长沙４１００８２） 摘要：固体雾化是一种新型的制粉方法，通过改变雾化介 质可以改善雾化效果。本文介绍固体雾化的理论依据及总 结固体雾化的主要特征，研究表明在同等气体压力和流量的 条件下。采用含有固体颗粒盐的高速气流对金属液体和合金 进行雾化破碎。所得粉末比不含固体颗粒盐的高速气流制得 的粉末。粒度细的多。粉末粒度分布窄，粉末冷却速度较大。 关键词：固体雾化；金属粉末；制备技术；粉末冶金 中图分类号： Ｑ０２８．６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ｏ０８—５５４８（２００２）０４一ＯＯＯ６一Ｏ３ Ａ Ｎｏｖｅｌ Ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＬＶＨｏｎｇ ，ＣＨＥＮＤｉｎｇ ，ＦＵＤｉｎｇ－ｆａ。， ＬＯＮＧＸｉａｏ－ｂｉｎｇ２。ＣＨＥＮＧａｎｇ２ （１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８３；２，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈ１ｍａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ ４１００８２，Ｃｈｉｎａ） Ａｈｓｌｒ＇ａｃｔ：Ｓｏｌｉｄ ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ａ ｒｌ０ｖｅｌ ｐｏｗｄｅｒ ｐｒｏ— ｄｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｗｈｉｃｈ ｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｉｏｎｏｆ ａｕｔｏｍｉｚａ— ｔｉｏｎｂｙ ｃ￣ｎｇｉｎｇ ｔｈｅ ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｍｅｄｉｕｍ．Ｔｈｅ ｔｈｅｏｒｙ ｂａｓｅ ０ｆ ｓｏｌｉｄ ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐａｌ ｃｈａｒａｃ— ｔｅｒｓｏｆ ｓｏｌｉｄ ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｒｅｇｅｎｅｒａｌｉｚｅｄ．Ｔｈｅ ｅｘｐｅｒ— ｉｍｅｎｔａｌ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎ ｓｈｏｗｎ ｔｈａｔ ｉｎ ｃｏｎｔｒａｓｔ ｔｏ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｇａｓ ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｂｙ ｈｉｇｈ ｖｄｏｃｉｔｙ ｊｅｔ ｓｔｒｅａｍ ｏｆ ｇａｓ，ｔｈｅ ｆｉｎｅｒ［ｘ￣ｗｄｅｒ ｗｉｔｈ ｎａｎＤｗ盯ｐａｒｔｉｃａｌ ｓｉｚｅ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ Ｃａｒｌ ｂｅ ｏｂ— ｔａｉｎｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｎｅｗ ｄｅ，ｄｏｐｅｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｐｒｏｃｅｓｓ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅ ｃｏｏｌｉｎｇ ｒａｔｅｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃａｌｅｓｉｓｈｉｇｈｅｒ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｓｏｌｉｄ ａｕｔｏｍｉｚａｔｉｏｎ；ｍｅｔａｌ ｐｏｗｄｅｒ；ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ ｔｅｃｈ— ｎｏｌｃｇｙ；ｐｏｗｄｅｒ ｍｅｔａｌｌｕｒｇｙ 所谓二流雾化法就是通过高速、高压的流体作 为雾化介质，快速撞击熔融金属液体，从而引起液流 破碎的制粉方法。目前全世界粉末产量中用该方法 生产的粉末约占３０％－－５０％，它是粉末冶金最重要 收疆日期：２００１—１１—１Ｏ＇ｌ｝回日期：２００２—０４—０ｌ 基金项目：国家自然科学基金项目．编号：５０１７４０２５ 第一作者简介：吕洪（１９７８一），男，硬士研究生 的制粉方法之一。固体盐雾化是湖南大学陈振华教 授基于改变雾化介质，改善雾化效果的想法而发明 的一种新型雾化方法＿ｌｊ，已申报国家发明专利。这 种方法是采用含有固体介质的高速气流对液体金属 或合金进行雾化而制粉的一种方法，简称为固体雾 化。该方法涉及到的金属破碎机制、传热学、凝固学 的问题有别于传统的二流雾化工艺。本文主要介绍 固体雾化的理论依据及总结固体雾化的主要特征。 二流雾化法起源于１９世纪７０年代，根据文献 报道，当时以有申请采用空气雾化制备有色金属粉 末的专利。自第二次世界大战时开始大规模生产雾 化铁粉以来，雾化工艺一直在发展，并且日臻完善。 近８０年来，众多学者进行了大量的研究工作。如改 进雾化器喷嘴的结构，提高雾化介质的压力，改善金 属液体的雾化状态等［２－－４ Ｊ。传统的方法主要采用 自由下落式，这样可以大批量稳定生产雾化粉末，但 是该工艺存在的主要问题是雾化介质的能量利用率 低，在雾化过程中只有不到１％的高速气流或水流 动能转化为粉末颗粒的表面能 ２，粉末粒度难以进 一步细化，冷却速度也难以进一步提高。为了提高 细粉率和气体对液流的冲击作用，现在都趋向于使 用紧凑式设计 ５。减少漏孔直径，加大气体供给压 力，改变喷枪设计以产生高速气流和具有强扰动能 力的气流是近１０年来人们努力的主要方向。如传 统高压气雾化获得直径５０～１０ ０ ｍ的金属粉末， 冷却速度约为１０２～１００ Ｋ／ｓ。自２０世纪７０年代以 来，美国麻省理工学院Ｇｒａｎｔ教授开发了超声气体 雾化技术（ＵＳＧＡ），使气体雾化技术有一个较大的 进展，粉末的平匀粒度降到２０／ｎｎ左右，冷却速度 超过１０ Ｋ／ｓＬ６～７ Ｊ。美国Ａｍｅｓ国家实验室开发了 高压气体雾化（ ＰＧＡ）系统，通过增大气体压力，结 合拉瓦尔喷枪的设计，大大增强了气体对液流的冲 击作用，可使粉末粒度降到１０ ｍ以Ｔ Ｅｓ～９ｉ。采用 超声波和高压气体喷枪设计是当今超细金属雾化粉 的主要生产方法，但质量和价格还是不能满足市场 的要求，其原因是工艺参数难以控制，产品成品率不 Ｊ＿ｒ ｒｌｒ ＾ ｒｌ＿ 一 ０ ～－０ 一０缎－ 、 ０ ■蔓 冀 冀 冀 ≥攀曩一 Ｉ＿ ｒ ｒ 』１ 。 、０＿． 一一 蠢鲤咎 ｊ ≯０ 一、、置０ ≯一囊豢 １二＾¨一＝二，冀 ■矗 ■矗¨ 一 一 ｌ二 ｎ ¨ ＾ 一凌簿 荔薪 ｔ０ ≥ ≥ 奠 ０。 ≯ 一ｋ 童一一 妻 奠 ｑ冀 ■ 一 ｎ√ 一√ ｎ ｎ 一。 一 一 一一 ≯ ≯≯０
viga型真空感应气雾化制粉设备原理
viga型真空感应气雾化制粉设备原理
以viga型真空感应气雾化制粉设备原理为标题，本文将介绍viga型真空感应气雾化制粉设备的工作原理。
一、viga型真空感应气雾化制粉设备概述
viga型真空感应气雾化制粉设备是一种先进的制粉技术，广泛应用于粉末冶金、材料制备、能源储存等领域。该设备通过将金属材料加热、熔化并喷射到高真空环境中，利用高速气流将熔滴快速冷却凝固，并形成微米级细颗粒。其制粉工艺具有高效、高纯、可控等特点。
二、viga型真空感应气雾化制粉设备原理
viga型真空感应气雾化制粉设备主要由感应熔化器、气体喷嘴、气体控制系统和收集装置等组成。其工作原理如下：
1.感应熔化器
感应熔化器是viga型真空感应气雾化制粉设备的核心部件。它通过感应加热原理，将金属材料加热至熔点以上，使其熔化成液态。感应熔化器内部设置有高频感应线圈，当通电时，会在感应区域形成高频交变磁场。金属材料放置在感应区域内时，会受到感应加热，从而熔化成液态。
2.气体喷嘴
在感应熔化过程中，通过气体喷嘴对熔融金属进行喷射。喷嘴内部设置有高压气体通道，通过控制气体流量和压力，将气体喷射到熔滴上。气体的喷射速度和方向会影响熔滴的形成和冷却过程。
3.气体控制系统
气体控制系统控制着气体喷嘴的工作。通过调节气体流量、压力和喷射时间等参数，实现对熔滴的控制。合适的气体控制可以使熔滴在喷射过程中快速冷却凝固，形成细小的粉末。
4.收集装置
收集装置用于收集通过气雾化制粉得到的粉末。通常使用的收集装置包括旋风分离器、静电除尘器等。这些装置可以有效地分离和收集粉末，提高制粉效率。
三、viga型真空感应气雾化制粉设备的优势
viga型真空感应气雾化制粉设备具有以下优势：
1.高效性：viga型真空感应气雾化制粉设备利用高速气流快速冷却凝固熔滴，制粉效率高，能够得到高质量的细颗粒。
2.高纯度：由于在高真空环境中进行制粉，可以有效地防止杂质的污染，制得的粉末纯度高。
雾化铁粉生产工艺
- 1 - 雾化铁粉生产工艺
首先，需要选择合适的原材料，将其送入熔融炉中进行熔化，并控制好熔化温度和熔化时间，使得熔化的金属材料均匀且纯度高。
然后，将熔融的金属材料通过高压气体喷射技术进行雾化，得到细小粒度的铁粉。在雾化过程中，需要控制好喷射气体的压力和流量，以及喷嘴的尺寸和形状，以获得所需的粒度和形态。
接着，将雾化出来的铁粉进行烘干，以去除其中的水分和其他杂质，同时保持其细小粒度。烘干温度和时间需要根据铁粉的不同特性进行调整。
然后，对烘干后的铁粉进行筛选，以去除其中的大颗粒和杂质，得到所需的粒度和形态。对于不同的应用场景，需要进行不同的粒度筛选。
最后，将筛选后的铁粉进行包装，以保证其质量和保存期限。常见的包装方式包括塑料袋、桶装、纸袋等。
总的来说，雾化铁粉生产工艺是一种高效、精密的制粉方法，适用于制备各种细小铁粉，具有广泛的应用前景。
中科院力学所科技成果——气动雾化法生产微细球形铝合金粉末生产工艺技术及设备
中科院力学所科技成果——气动雾化法生产微细球形铝合金粉末生产工艺技术及设备
技术介绍
气动雾化法生产微细球形铝粉及其生产技术在国际上受到以美国为首及其盟国制定的“导弹技术控制制度”（MTCR）的限制。中国科学院力学研究所致力于微细球形铝粉的生产研究最早可追溯到1984年，解决了航空航天快速凝固高强铝合金材料的气动雾化制粉问题。1990年在国家重点战略武器研制“31”工程中，解决了长期困扰我国的固体火箭燃料微细球形铝粉的生产技术问题1993年制定的国家军用标准《特细铝粉规范》GJB1738-93，其产品列入其中。随着我国经济的飞速发展，特别是轿车用高档金属颜料和太阳能光伏电池电极背铝浆需求，使得此项技术不断发展完善和提高。近年来国内外金属粉末注射成型（MTM）和3d打印等先进制造技术的日臻完善，在我国先进的MIM制备技术产品和市场已经开始成熟，金属粉末的3D打印技术正在起步和发展，对d50≤20μm特别是d50≤10μm的球形非晶微晶金属粉末需求迅速增长。多年来超细球形铝粉已多年被列入科技部发布的《中国高新技术产品目录2006》中，序号：06010056。2007年我国制定了《氮气雾化铝粉》YS/T620-2007的行业标准，2014年上升为国家标准《铝粉第4部分氮气雾化铝粉》GB/T2085.4-2014产品标准，此标准在产品品种、技术规格等方面，现在是世界上独一无二的。中科院力学所已有三十多年该项技术成果转化的实际经验。到目前为止，已有三十多套不同生产规模（单套装置生产能力150-4000吨/年）的球形铝粉生产线在国内外安全运行。年产能达到十几万吨的规模。年产值达十几亿元人民币。力学所现有的气动雾化法制备微细球形金属粉末生产专利技术完全可以满足市场的要求。对国民经济的发展有重要的意义。
此项技术在生产安全、生产能力、规模、产量、细粉收率（d50≤10μm）、工作环境、生产成本等均处于世界领先水平。
水雾化制粉技术
水雾化制粉技术
水雾化制粉技术是一种重要的物料粉碎方法，它通过将物料与水雾混合，使物料在水雾的冲击下迅速破碎并形成微细粉末。这种技术在化工、冶金、建材等领域有着广泛的应用。
水雾化制粉技术的原理是利用水雾的冲击作用，将物料迅速破碎成微细颗粒。在制粉过程中，首先要将物料与水雾充分混合，形成悬浮液。然后，将悬浮液喷入制粉器中，通过喷嘴的作用，将悬浮液雾化成微小颗粒，并在喷雾室中与热风进行充分接触，使水分蒸发，从而形成微细粉末。
水雾化制粉技术相比传统的制粉方法有着许多优势。首先，由于水雾化制粉过程中使用水作为介质，可以有效降低物料的温度，减少能量消耗。其次，水雾化制粉技术可以控制颗粒的大小和分布，使得制得的粉末质量更加均匀。此外，水雾化制粉技术还可以减少粉尘污染，改善工作环境。
水雾化制粉技术在实际应用中有着广泛的应用前景。在冶金行业，水雾化制粉技术可以用于制备金属粉末，用于制造金属材料和金属陶瓷材料。在化工行业，水雾化制粉技术可以用于制备化工原料和催化剂。在建材行业，水雾化制粉技术可以用于制备水泥、石膏等建筑材料。
水雾化制粉技术是一种重要的物料粉碎方法，具有能耗低、粉末质量均匀、环境友好等优势。随着科学技术的不断发展，水雾化制粉技术在各个领域的应用将会越来越广泛。我们相信，通过不断地研究和创新，水雾化制粉技术将会为人类的生产和生活带来更多的便利和效益。