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球形粉體材料火焰法量產(chǎn)制備與應(yīng)用


來(lái)源:中國(guó)粉體網(wǎng)   空青

[導(dǎo)讀]  球形粉體由于具有更好的流動(dòng)性和均勻性被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)材料、涂料、陶瓷、3D打印等領(lǐng)域。

中國(guó)粉體網(wǎng)訊  球形粉體由于具有更好的流動(dòng)性和均勻性被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)材料、涂料、陶瓷、3D打印等領(lǐng)域。球形粉體較普通粉體具有明顯優(yōu)勢(shì),主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面: 


1)球形粉體表面形貌規(guī)則,缺陷少,在生產(chǎn)加工至成品時(shí)可減小對(duì)模具的損耗;

2)球形粉體的顆粒粒徑分布范圍窄,且粒度分布較為均勻;

3)球形粉體具有良好的流動(dòng)性,能夠提高粉體的填充量,在粉末冶金領(lǐng)域可以顯著提升成型件的致密度;

4)球形粉體在燒結(jié)時(shí)收縮更均勻,對(duì)晶粒尺寸的有效調(diào)控更易實(shí)現(xiàn)。


球形粉體由于在表面形貌、粒徑分布和流動(dòng)性等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能,因此在高端產(chǎn)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用:


球形硅微粉因具有優(yōu)異的絕緣性和耐熱性而被廣泛應(yīng)用于高端產(chǎn)業(yè),如用作超大規(guī)模集成電路的封裝材料和電子信息領(lǐng)域;

球形鈦粉及其合金粉體因具有球形度高、流動(dòng)性好、松裝密度大、氧含量低(質(zhì)量分?jǐn)?shù)<0.15%)和粒度細(xì)小等特點(diǎn),在先進(jìn)粉末冶金、激光增材制造、 熱噴涂等領(lǐng)域大放異彩;

球形鎢粉具有流動(dòng)性好、松裝密度和振實(shí)密度高,且氧含量低等諸多優(yōu)勢(shì),在陰極發(fā)射、多孔材料以及微晶硬質(zhì)合金等領(lǐng)域具有十分廣闊的應(yīng)用前景。


球形粉體材料常見的制備方法可分為:傳統(tǒng)物理法、化學(xué)法、高溫熔融法3類。其中,高溫熔融法是將粉體原料高溫熔融后驟冷收縮成球形,該方法依賴于高溫?zé)嵩�,是目前最有希望�?shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)高性能球形粉體材料的制備技術(shù)。高溫熔融法廣泛適用于具有高熔點(diǎn)的粉體材料,如石英粉、氧化鋁粉體以及大多數(shù)金屬粉體材料(鎢粉、鉻粉、鉬粉、鐵粉、鈦粉及其合金等)。高溫熔融法的能量主要來(lái)源于等離子體和高溫火焰,根據(jù)熔融方式和分散收集方法的不同,可歸納為等離子體球化法、霧化法和氣體燃燒火焰成球法這3類方法。


氣體燃燒火焰成球法是以乙炔氣、氫氣、天然氣等工業(yè)燃料氣體作為產(chǎn)生潔凈無(wú)污染火焰的熱源,通過高溫火焰噴槍噴出1600~2000℃的高溫火焰,將預(yù)處理后合格的粉體通過送粉器送入球化爐中。采用氧氣-燃料氣體射流對(duì)粉體進(jìn)行加熱驅(qū)動(dòng)和高溫熔融、而后冷卻成球,最終形成高純度球形粉體,此方法多用于球形硅微粉體以及球形氧化鋁粉體的制備



氣體燃燒火焰成球法示意圖


火焰法是一種擁有較強(qiáng)“平臺(tái)性”屬性的技術(shù),其可以靈活生產(chǎn)不同種類的納米粉體材料,并保證大規(guī)模生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)室級(jí)別擁有同樣的產(chǎn)品性能。相比于發(fā)展多年的傳統(tǒng)工藝,如固相法、液相法等,火焰法的應(yīng)用能夠更靈活,技術(shù)迭代方向也會(huì)更多。但它屬于新型技術(shù),相關(guān)生產(chǎn)設(shè)備沒有完善的產(chǎn)業(yè)鏈。山東物元高端裝備科技有限公司成立于2019年12月,是國(guó)內(nèi)首家集研發(fā)制造“高溫熔融球化爐整套設(shè)備”為一體的民營(yíng)企業(yè)。其主營(yíng)產(chǎn)品高溫熔融球化爐,可實(shí)現(xiàn)二氧化硅粉、氧化鋁粉、氧化鎂、氮化硼、氧化鋯等粉體的高效球化處理,球化率超過95%,并且采用全自動(dòng)化控制,減少人工需求,有效控制大氣污染。


2024年10月29-31日上�?鐕�(guó)采購(gòu)會(huì)展中心,由北京粉體技術(shù)協(xié)會(huì)與柏德英思展覽(上海)有限公司聯(lián)合主辦“2024先進(jìn)陶瓷粉體制備及應(yīng)用技術(shù)研討會(huì)”,屆時(shí),來(lái)自山東物元高端裝備科技有限公司技術(shù)工程師李斌將帶來(lái)《球形粉體材料火焰法量產(chǎn)制備與應(yīng)用》的報(bào)告。



來(lái)源:

彭琳等:球形粉體制備技術(shù)研究進(jìn)展

中國(guó)粉體網(wǎng)


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作者:空青

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