[发明专利]一种逐液滴离心雾化法高效制备超细球形金属粉末的装置及方法

权利要求书

1.一种逐液滴离心雾化法高效制备超细球形金属粉末的装置，包括壳体（20）、设置于所述壳体（20）内的坩埚（2）和粉末收集区，其中，所述粉末收集区置于所述壳体（20）的底部，所述坩埚（2）置于所述粉末收集区的上部；

所述坩埚（2）内部设有热电偶（19），所述坩埚（2）外部设有加热带（6），所述坩埚（2）底部设有带多个小孔的喷嘴（14），所述坩埚（2）内设有与设置在所述壳体顶部的压电陶瓷（1）相连的振荡发生器（3）；所述坩埚正下方设有电极板（7）；

所述壳体（20）上设有伸入于所述坩埚（2）内的坩埚进气口（4），所述壳体（20）上还设有扩散泵（17）和机械泵（16），所述壳体（20）上还设有腔体进气口（15）和腔体排气阀（18）；

所述粉末收集区包括设置在所述壳体（20）底部的收集盘（10）、设置于所述收集盘（10）上方的与电机（11）相连的用于雾化金属粉末液滴的转盘（8）；

其特征在于：

所述转盘（8）包括基体，所述基体由上部的承接部（21）和下部的支撑部（22）构成的纵截面呈类“T型”的主体结构，所述承接部（21）上表面设有与其圆心同轴的具有一定半径的圆形凹槽；其中，所述基体采用导热性小于20W/m/k的材料制成；

雾化平面（23），为圆盘结构，所述圆盘与所述圆形凹槽相匹配且与所述圆形凹槽过盈配合，所述雾化平面（23）采用与雾化的金属液滴（13）润湿角小于90°的材料制成；所述雾化平面（23）上所述转盘中心位置处还设有一个与所述带多个小孔的喷嘴（14）相匹配的同心圆凹槽（25）；所述带多个小孔的喷嘴（14）喷出小液滴，先滴落在转盘（8）中心的同心圆凹槽（25）中并逐渐漫过凹槽（25），由于此时离心力较小，液滴不会被马上离散出去，而是会呈圆形铺展在转盘（8）上，当铺展到一定范围离心力足够大时，铺展的金属会在离心力的作用下，在转盘（8）上呈纤维线状离散至转盘（8）边缘，最后分裂成微液滴飞出，微液滴在下落过程中无容器凝固，形成球形金属粉末（9），降落至收集盘（10）上；

通气孔（24），贯通设置在所述承接部（21）及所述支撑部（22）内，所述通气孔（24）的上端面与所述雾化平面（23）的下端面接触，所述通气孔（24）的下端与外界连通；

所述转盘（8）的外围还设有感应加热线圈（12）；所述感应加热线圈（12）用于将高速旋转的转盘（8）上表面加热到金属材料的熔点温度以上；

在所述装置自上而下的方向上，所述压电陶瓷（1）、所述振荡发生器（3）、所述坩埚（2）、所述喷嘴（14）、所述电极板（7）、所述转盘（8）、所述同心圆凹槽（25）以及所述感应加热线圈（12）位于同一轴线上。

2.根据权利要求1所述的逐液滴离心雾化法高效制备超细球形金属粉末的装置，其特征在于，所述坩埚（2）的材料与置于所述坩埚内的熔体（5）的润湿角大于90°。

3.根据权利要求1所述的逐液滴离心雾化法高效制备超细球形金属粉末的装置，其特征在于，所述喷嘴（14）的小孔的孔径范围在0.02mm-2.0mm之间。

4.根据权利要求1所述的逐液滴离心雾化法高效制备超细球形金属粉末的装置，其特征在于，所述电极板（7）的电压范围在100V-400V之间；所述感应加热线圈（12）与设置在所述壳体（20）外的变频器和稳压电源相连，所述感应加热线圈（12）的加热厚度范围在5-20mm之间。

5.根据权利要求1所述的逐液滴离心雾化法高效制备超细球形金属粉末的装置，其特征在于，所述转盘（8）的转速为10000rpm-50000rpm。