金属粉末气体雾化制备技术的研究现状与进展

气体雾化技术是生产金属及合金粉末的主要方法。本文依据气体雾化中喷嘴的结构特征，分析了国外几种具有工业实用意义的雾化技术的原理、性能与发展状况，评述了其优缺点和应用情况。     

气体雾化技术制备金属粉末研究综述

气体雾化技术已经成为生产高性能金属及合金粉末的主要方法,其中金属熔体的破碎机理和雾化工艺参数对所得粉体的性能有重要影响.为此,本文详细的综述了气雾化过程中金属熔体的破碎机理和影响粉体性能的因素,以期为气雾化技术的研究开发等提供一定的借鉴.     

双级耦合气雾化制备Ni60A粉末的技术研究

采用双级耦合气雾化法制备Ni60A粉末,并通过激光粒度分析仪﹑扫描电镜等研究了Ni60A粉末的表面形貌、松装密度、及粒度分布。研究结果表明:用双级耦合雾化系统生产的粉末球形度高,存在卫星结构粉末,且细粉末明显增多,空心粉少;松装密度大;粉末粒径分布曲线呈单峰且近似正态分布。还分析了双级喷嘴对雾化过程及粉末粒度的影响机理。     

高性能球形金属粉末制备技术进展

本文基于增材制造工艺对金属粉末的应用需求,概述了几种国际上高性能球形金属粉末制备技术,包括真空感应气体雾化(VIGA)、电极感应气体雾化(EIGA)、等离子雾化(PA)、等离子球化(PS)和等离子旋转电极(PREP),对比了气雾化粉末和旋转电极粉末用于增材制造零部件显微组织和力学性能差异。重点论述了粉末制备技术的发展趋势,为粉末制备技术的选择和增材制造选材、用材提供参考。     

气体雾化法制备锡粉的技术研究

在自行设计的限制式雾化喷嘴为核心的雾化装置上 ,用气体雾化法制备锡粉。研究了雾化压力对液锡雾化效果的影响 ,对锡粉粒径的大小和分布进行了分析。实验发现 ,颗粒粒度的分布服从对数 正态分布规律 ;当其它条件一定时 ,雾化压力越小 ,体积平均直径dvm,Sauter平均直径dvs和中位径dm 的值就越大即颗粒越粗 ;不同压力下几何标准偏差σg 值均约为 3 1 ,σg 值越大即颗粒尺寸分布范围较宽。通过显微镜观察 ,发现制备的锡粉大部分为泪滴形或球形。     

制备雾化锌粉技术研究

在以自行设计的限制式雾化喷嘴为核心的雾化装置上 ,研究了输液管的直径 ,喷嘴狭缝 ,喷射角在一定的条件下 ,雾化压力及熔融温度对液锌雾化效果的影响。结果表明 ,当雾化介质为N2 ,压力为 0 40～ 0 5 0MPa ,液锌温度为 6 5 0℃ ,液锌可以获得较理想的雾化效果。显微镜和电镜扫描观察发现制备的锌粉大部分为不规则状     

气体雾化制粉技术研究综述

气体雾化法制备的金属粉末具有粒度细小、球形度好、纯净度高的特点。近年来,随着3D打印技术的发展,气体雾化制粉技术受到广泛关注。总结了目前国内外对气体雾化制粉技术的研究进展,主要包括雾化工艺参数对粉末特性的影响以及气体雾化制粉过程中单相气体流场结构、高温熔体初次破碎过程和熔滴二次破碎过程的模拟仿真。     

气体雾化中喷嘴的选择对制备微细粉末的影响

在气体雾化过程中,采用限制式喷嘴以实现超音速气流雾化,能有效细化粉末颗粒。在一定条件下,提高气／液流量比是获得较高细粉收得率的有效途径。     

紧密耦合气体雾化制粉原理

本文描述了紧密耦合气体雾化制粉的原理, 给出了雾化粉末粒度分布和冷却速率的表达式。计算值与实验值进行了比较, 结果符合得较好。     

金属粉末气雾化技术研究新进展

气雾化制粉技术因粉末球形度高、气体杂质含量低等优点已经成为现在一种重要的粉末制备方法。雾化过程可粗略分为破碎和凝固两部分,涉及传热,物质交换以及多相流相互耦合等复杂现象。目前,人们对与雾化机理以及工艺参数的控制方法没有系统认识,制约了气雾化技术快速发展和工业化生产。本文简述了气雾化制粉中合金熔体的破碎行为机理,总结了最近几年关于气体流场结构、雾化工艺参数优化和计算流体力学在气雾化技术中的研究新进展,并且介绍了一些新技术在气雾化研究中的应用。     

气雾化法制备3D打印金属粉末的技术研究进展

在金属3D打印行业,粉末作为直接原料,其制备方法多样。目前,气雾化制粉技术应用最为广泛。本文主要概述了金属粉末的主要性能参数和气雾化法制备金属粉末的基本原理。根据雾化喷嘴和加热元件的不同衍生出多种气雾化技术,针对这些技术,进行了简单的阐述、分析和比较。其中,紧耦合气雾化技术应用较多,无坩埚电极感应熔炼气体雾化法适用活性金属粉末的制备。最后,对气雾化法制备3D打印金属粉末的技术进行了总结。     

液态金属雾化成形及非晶合金制粉的研究进展

面对绿色低碳发展与能源结构调整这一世界性挑战,通信网络和电子电气等领域对大电流功率电感器的要求不断提高.非晶合金软磁材料是当前迫切需要的先进电感器磁粉芯原料,其具备优异的高频导磁性、热稳定性和耐蚀性等优点而优于其他软磁材料.然而,作为一种原子短程有序而长程无序的亚稳态材料,非晶合金粉末的制备仍是一种难度较大的前沿技术....     

紧耦合气雾化制备Al基非晶合金粉末

开展了采用紧耦合气雾化方法制备Al基合金粉末的实验和理论研究.利用X射线衍射仪、差热分析仪、扫描电镜和透射电镜分析了粉末的表面形貌、显微组织和结构特征,根据气雾化过程中熔滴的破碎模式和冷却行为确定了Al基合金的非晶化临界冷却速率及相应粉末粒径.结果表明:气雾化粉末中存在部分非晶粉末,非晶粉末的粒径小于26μm;Al基合金的非晶化临界冷却速率大致为10⁶K·s^-1;雾化中熔体的破碎和冷却是两个相互耦合(矛盾)的过程,快速冷却(大于10⁴K·s^-1)极大地阻碍熔体的充分雾化,同时熔滴的破碎模式对其冷却行为具有显著的影响.目前紧耦合气雾化技术还只能制得非晶/晶态混合的Al基合金粉末.     

气雾化制粉技术发展历程及展望

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.经过多年的不断创新和完善,气雾化制粉技术已发展为生产高性能金属及合金粉末的主要方法,成为支撑和推动新材料研究及新技术开发的先导因素.然而,气雾化制粉工艺本身是一个多相流相互耦合作用的复杂过程,人们对气雾化机理至今仍未能透彻认识;在大批量低成本制备均匀、微细粉末方面仍面临严峻的挑战.期待技术的改进,甚至雾化原理的突破.就此,本文简要回顾了气雾化制粉技术的发展历程,着重介绍了近年来的研究进展和技术创新成果,并对其发展前景进行了探讨和展望.     

Si含量对超音速气雾化Al-Si合金粉末性能的影响

采用超音速气雾化法制备了Si质量分数分别为11%、22%、27%、50%的4种Al-Si合金粉末,研究了其粒度分布、表面形貌、微观组织、相组成以及粒度对粉末相含量的影响。结果表明,超音速气雾化Al-Si合金粉末粒度呈双峰分布,平均粒度D50约为57μm,粒度分布的几何标准偏差δ不大于1.38;粉末形貌呈球形或近球形,粉末表面有卫星球附着,Si含量的增加将导致粉末表面光洁度变差;粉末颗粒内部存在典型的3种凝固组织:枝晶状Al基体、Al-Si共晶组织以及初生Si组织;初生Si含量随着合金中Si含量的增加而增长,呈现由细颗粒到片状的生长规律;粉末粒度会影响相含量变化,Si质量分数大于11%时,粒径减小将导致共晶相增加。     

紧耦合气雾化参数对3D打印用金属粉末性能的影响

利用自主设计研发的紧耦合雾化制粉装置,采用真空感应熔炼气雾化工艺制备3D打印用Inconel 625合金粉末,通过调整雾化参数研究导液管内径对粉末粒度分布、表面形貌、氧含量(质量分数)及流动性能等特性的影响.结果表明:使用紧耦合雾化制粉装置制备出的粉末粒度范围较广,收得率较高,其中尺寸小于53μm的粉末收得率可达50％...     

气体雾化法制备TiB2/Al复合材料粉末及其组织演变

采用氟盐反应法制备TiB₂/Al复合材料铸锭,并以此为原料利用高压气体雾化制粉技术制备TiB₂/Al复合材料粉末。利用金相显微镜、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、粒度分布仪等手段对所制备铸锭和粉末的组织及性能进行了表征。结果表明:Al熔体中TiB₂的溶度积远小于TiAl₃和AlB₂的溶度积,TiB₂自Al熔体中沉淀析出导致的体系Gibbs自由能变化量比TiAl₃或AlB₂自Al熔体中沉淀析出导致的体系Gibbs自由能变化量的值更小。TiB₂/Al复合材料铸锭及粉末均主要由α-Al相和TiB₂相组成。气体雾化制备TiB₂/Al复合材料粉末中TiB₂颗粒具有纳米尺度,且均匀弥散地分布于Al基体之中,不存在明显的偏聚现象。TiB₂/Al复合材料粉末的粒度主要分布在10～100 μm之间,呈正态分布,粒径介于10～70 μm粉末占比（质量分数）约为81.1%,粒径大于70 μm粉末收得率为12.6%,粒径小于10 μm粉末收得率为6.3%。     

水雾化制备Fe-Si-B-C非晶软磁粉末及其晶化过程的研究

采用水雾化方法制备了Fe-Si-B-C四元非晶合金粉末。研究了粉末的粒度分布、相结构、微观形貌、热稳定性以及基本软磁性能,并通过Kissinger峰移法计算了其晶化时所需的激活能。结果表明,通过水雾化方法制备的Fe-Si-B-C四元软磁粉末的粒度分布合理;粒径小于38μm的粉末为完全非晶结构,且粉末表面光滑,内部成分均匀;非晶粉末的初始结晶温度为542.15℃,且升温过程中存在2个晶化放热峰;2个晶化反应对应的晶化激活能分别为463.92 k J/mol和910.21 k J/mol;粉末的饱和磁感应强度和矫顽力分别为1.08 T和111.4 A/m。     

超音速气雾化制备316L不锈钢粉末的表征

利用自行研制的超音速雾化技术制备了316L不锈钢粉末,采用激光粒度仪、扫描电镜、金相显微镜和X射线衍射仪进行了表征.结果表明,316L不锈钢粉末的平均粒度约为24μm,粒度分布的几何标准偏差δ为1.75;粉末内部存在三种典型凝固组织,即具有发达二次枝晶的枝晶组织、胞晶组织以及枝状晶与胞状晶的混合组织;大粒径气雾化316L不锈钢粉末为单一的γ奥氏体相,小粒径粉末由γ奥氏体相+少量δ铁素体相共同组成;熔滴的冷速随着粒径的减小而提高,平均冷却速率为10⁴~10⁷K·s^-1.