球磨制粉.PPT

第一章 粉末的制备新技术 第一章 粉末的制备新技术 第一章 粉末的制备新技术 第一章 粉末的制备新技术 可获得超细粉体，并且粉末粒度均匀； 由于气体绝热膨胀造成温度下降，所以可研磨低熔点物料； 粉末不与研磨系统部件发生过度的磨损，因此粉末杂质含量少； 针对不同的性质的粉末，可使用空气、N2、Ar等惰性气体。 流态化床气流磨的特点： 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 液态 粉末 1、液态金属（合金）→金属粉末：雾化法 2、金属盐溶液→金属粉末：置换法，溶液氢还原法，水溶液电解法 3、金属熔盐→金属粉末：熔盐沉淀法，熔盐电法 雾化法是一种典型的物理制粉方法，是通过高压雾化介质，如气体或水强烈冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷却凝固来实现的。 雾化制粉法 雾化机理 雾化 聚并 凝固 过程一：大的液珠当受到外力冲击的瞬间，破碎成数个小液滴，假设在破碎瞬间液体温度不变，则液体的能量变化可近似为液体的表面能增加。 很明显，雾化时液体吸收的能量与雾化液滴的粒径存在一个对应关系，即：吸收的能量越高则粒径越小；反之亦然。 过程二：液体颗粒破碎的同时，还可能发生颗粒间相互接触，再次成为一个较大的液体颗粒，并且液体颗粒形状向球形转化，这个过程中，体系的总表面能降低，属于自发过程。 过程三：液体颗粒冷却形成小的固体颗粒。 1、能量交换准则 提高单位时间、单位质量液体从系统中吸收能量的效率，以克服表面自由能的增加。 2、快速凝固准则 提高雾化液滴的冷却速度，防止液体微粒的再次聚集。 提高雾化制粉效率基本准则 雾化制粉分类 双流雾化 指被雾化的液体流和喷射的介质流； 单流雾化 直接通过离心力、压力差或机械冲击力实现雾化 双流雾化法 气雾化 水雾化 注：适合于金属粉末制备 金属液由上方孔流出时与沿一定角度高速射击的气体或水相遇，然后被击碎成小液滴，随着液滴与气体或水流的混合流动，液滴的热量被雾化介质迅速带走，使液滴在很短的时间内凝固成为粉末颗粒。 雾化过程的四种情况 动能交换：雾化介质的动能转变为金属液滴的表面能； 热量交换：雾化介质带走大量的液固相变潜热； 流变特性变化：液态金属的粘度及表面张力随温度的降低而不断发生变化； 化学反应：高比表面积颗粒（液滴或粉粒）的化学活性很强，会发生一定程度的化学反应。 气雾化的四个区域 负压紊流区—高速气流的抽吸作用，在喷嘴中心孔下方形成负压紊流层； 颗粒形成区—在气流冲击下，金属液流分裂为许多液滴； 有效雾化区—气流汇集点对原始液滴产生强烈破碎作用，进一步细化； 冷却凝固区—细化的液滴的热量迅速传递给雾化介质，凝固为粉末颗粒。 气雾化制粉的影响因素 （1）气体动能 （2）喷嘴结构 （3）液流性质 （4）喷射方式 离心雾化法 离心雾化法是借助离心力的作用将液态金属破碎为小液滴，然后凝固为固态粉末颗粒的方法。1974年，首先由美国提出旋转电极雾化制粉法，后来又发展了旋转锭模、旋转园盘等离心雾化方法。 旋转电极法 粉末平均粒度为 D=（M0。12/wd0。64）(r/?m)0。43 式中 M —熔化速度 d—阳极直径 W—角速度 D—熔体表面张力 ?m—密度 旋转锭模法（又称旋转坩埚法）： 旋转盘法： 旋转盘法最早于1976的美国Pratt Whitney 飞机制造公司研制出，用来制备超合金粉末。 这种方法获得的粉末平均粒度同园盘转速有关，转速越高，则平均粒度越小，细粉收得率越高。 粉末平均粒度及100目以下粉末收得率随雾化盘转速而变化的情况 旋转轮法 旋转杯 旋转网 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 气态 粉末 1、金属蒸汽→金属粉末：蒸汽冷凝法 2、气态金属羰基物→金属粉末：羰基物热离解法 3、气态金属卤化物→金属粉末：气相氢还原法 4、气态金属卤化物→金属化合物粉末：化学气相沉积法 * 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 主要内容 第一章 粉末制备新技术 第二章 成型新技术 第二章 烧结技术 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 制备粉末的三种途径： 固态 液态 粉末 气态 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 固态 粉末 1、金属（合金）→金属粉末：机械粉碎，电化腐蚀 2、金属氧化物（盐类）→金属粉末：还原法 3、金属＋非金属化合物 →金属化合物粉末：还原－化合法 金属氧化物＋非金属化合物 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 机械研磨