[发明专利]一种脉冲小孔喷射法连续高效制备均一球形微粒子的方法及装置

权利要求书

1.一种脉冲小孔喷射法连续高效制备均一球形微粒子的装置，其特征在于：

（a）该装置的上部有左右两个送丝仓室，在仓室中装有仓门（1）、丝盘（2）、驱动滚轮（11）、压紧滚轮（10）、压紧装置（9）、送丝软管（12），送丝仓室通过陶瓷嘴（15）与坩埚（24）相连，陶瓷嘴的上端装有动态密封圈（13）；坩埚位于真空腔体中，真空腔体包括仓门（30）、真空腔室、机械泵（5）、扩散泵（6）、放气阀（7）、进气孔（4）；坩埚外部有加热装置（23），上部端盖有电磁阀（14），陶瓷嘴下部有加热装置（16），坩埚内部设有热电偶（17）、工作液位传感器（22）、报警液位传感器（21），坩埚底部开孔并与带小孔的陶瓷片（8）相连；传动系统由传动棒（20）和压电陶瓷（18）组成，压电陶瓷外设有水冷装置（19）；正对陶瓷片的下方是收集部，收集部由仓门（26）、支撑体（28）、收集槽（27）组成，用于收集金属粒子；

（b）所述装置开孔坩埚的底部安装的陶瓷片的小孔，其孔径范围在0.020～1.500mm之间；

（c）所述装置坩埚内置有与控温装置相连的热电偶，坩埚的加热器与控温装置相连；

（d）该装置压电陶瓷的振动频率在1～20KHZ；

（e）所述装置的驱动滚轮采用步进电机驱动以实现自动送丝。

2.一种脉冲小孔喷射法连续高效制备均一球形微粒子的方法，其特征在于：采用感应熔化装置将送丝系统连续送出的金属丝熔化，金属熔液在重力作用下落入带孔坩埚内，通过脉冲电压驱动压电陶瓷振动，从而使得与压电陶瓷相连的杆做上下往复运动，将坩埚内的金属熔液从底部的小孔中挤出，形成均匀液滴，在下落过程中因表面张力作用形成球形液滴并冷凝为球形金属粉末，其步骤如下：

（1）装料，将带小孔的陶瓷片固定于坩埚的底部，在装料仓装上需生产的金属丝盘，用动态密封圈密封；

（2）洗涤真空腔体，利用机械泵和扩散泵对坩埚和真空腔室抽真空，并冲入惰性气体Ar，反复进行，最后使真空腔体内达到一定的气压；

（3）加热坩埚，利用加热器加热坩埚使所生产的金属能维持在液态，热电偶实时监测熔池内的温度；

（4）送丝开始，陶瓷嘴前的加热器使金属丝融化为液滴，以较快速度送丝；

（5）施加压差，当液面到达工作液面（熔池的50％），通过放气阀放出一定的惰性气体，利用压差控制系统使坩埚与真空腔室之间达到稳定的压差0～50kPa；

（6）施加振动，把编辑好的脉冲信号施加给压电陶瓷使其产生一定的纵向微小位移，并由传动棒作用于溶体金属，从而使一定量的微小液体从熔池底部的小孔喷出形成液滴，液滴在降落过程中由于重力和表面张力的作用无容器凝固形成均一的球形金属粒子；

（7）送丝速度调整：送丝速度也要随着下落的液滴的尺寸和频率进行调整，以保持液面的平衡；

（8）装置的保护：当液面高于熔池的报警液位（熔池的70％）时停止送丝，当其降至工作液位时在开始送丝；

（9）换装金属丝盘，当一边仓室的金属丝用完，另一个仓室立马开始送丝，用完的仓室进行换装；

（10）粒子收集，喷射完成，在收集部中取出粒径均一的小球。