[发明专利]一种制备金属粉体的装置及方法

权利要求书

1.一种制备金属粉体的装置，所述装置包括制粉腔室、位于所述制粉腔室底部的粉体收集室、为所述制备金属粉体的装置提供动力的电源、位于所述制粉腔室一侧的用于旋转和推进棒状阳极的旋转供给机构、位于所述旋转供给机构中的棒状阳极、位于所述制粉腔室另一侧依次设置的输气系统、等离子体炬和等离子体炬喷嘴、其中所述旋转供给机构、所述棒状阳极、所述输气系统、所述等离子体炬和所述等离子体炬喷嘴同轴设置，并且所述棒状阳极和所述等离子体炬喷嘴相对，其特征在于，绝热膨胀机构机械密封连接于所述制粉腔室的外侧，所述绝热膨胀机构包括传动机构和阀板，所述传动机构作用于所述阀板，用于改变所述绝热膨胀机构的体积。

2.根据权利要求1所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述装置还包括抽真空系统，所述抽空真空系统包括真空泵、双控阀门和真空腔室，所述真空泵通过所述双控阀门连接于所述制粉腔室，所述真空腔室一侧连接于所述绝热膨胀机构，另一侧经由所述双控阀门连接于所述真空泵，所述真空泵通过所述双控阀门用于控制所述制粉腔室和所述真空腔室的真空度。

3.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，位于所述制粉腔室的表面设置冷水夹套。

4.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述绝热膨胀机构位于同轴设置的所述旋转供给机构、所述棒状阳极、所述输气系统、所述等离子体炬和所述等离子体炬喷嘴的垂直方向。

5.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述绝热膨胀机构是活塞机构。

6.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，处于工作状态的所述绝热膨胀机构形成的空间体积比所述制粉腔室的空间体积大10％到100％。

7.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述绝热膨胀机构的所述传动机构能够实现曲轴往复运动、垂直提拉运动或气动气缸推动运动。

8.根据权利要求2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，通过所述抽真空系统和所述输气系统将所述制粉腔室的工作压强控制在1/100大气压到10个大气压之间。

9.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述等离子体炬的工作频率在1到100kHz之间，所述绝热膨胀机构的工作频率在1到100kHz之间，所述等离子体炬和所述绝热膨胀机构的工作频率能够形成耦合。

10.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述棒状阳极的直径在1mm到100cm之间，旋转速度在1到100000转/分之间。

11.根据权利要求10所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述棒状阳极的直径在1cm到10cm之间。

12.根据权利要求1或2所述的制备金属粉体的装置，其特征在于，所述等离子体炬的电源功率在1到500kW之间，工作方式是直流放电或脉冲放电。

13.一种利用根据权利要求1所述的装置进行制备金属粉体的方法，所述方法包括如下步骤：在制粉腔室的制粉过程中，在等离子体炬的作用下，作为制粉原材料的棒状阳极熔融、蒸发，在旋转离心力作用下，以金属液滴形式离开所述棒状阳极；所述金属液滴冷却固化形成粉体，其特征在于，在所述制粉过程中，传动机构作用于阀板进而带动绝热膨胀机构工作，所述绝热膨胀机构的体积增大。

14.根据权利要求13所述的制备金属粉体的方法，所述方法还包括如下步骤：在制粉过程之前，利用真空泵将所述制粉腔室进行抽真空；以及，在所述传动机构作用于所述阀板进而带动所述绝热膨胀机构工作的过程之中，停止对所述制粉腔室进行抽真空，开始对真空腔室进行抽真空。