[发明专利]一种高熔点材料雾化粒径分布及雾化率的测量方法及装置

说明书

本发明提供一种高熔点材料雾化粒径分布及雾化率的测量方法及装置，包括密封容器、密封坩埚、加热装置、收集皿和管道调节装置；所述密封坩埚和加热装置设置在密封容器内，且加热装置设置在密封坩埚的周围，所述收集皿与密封坩埚的下部相连；所述管道调节装置包括主管道、与主管道相连的第一支管道核第二支管道、设置在密封容器上的充气孔和排气孔；所述第一支管道与密闭容器相通，所述第二支气管道与密封坩埚相通，所述主管道上安装有气体流量计，所述第二支气管道上安装有压力；本发明采集雾化场中所有的液滴并冷却成固体颗粒，成功解决了现有方法及装置分辨率不足，且不能测量雾化场总体的粒径分布以及雾化率的问题。

技术领域

本发明涉及一种雾化粒径分布及雾化率的测量方法，尤其涉及一种高熔点材料雾化粒径分布及雾化率的测量方法，属于高熔点材料雾化特性研究领域。

背景技术

由雾化制粉技术制作出的微细金属粉末被广泛应用在航空、航天、舰船、汽车、冶金等领域，特别是在一些材料制备的新领域如粉末注射成型、自蔓燃高温合金、金属基复合材料等也是以微细金属粉末为前提，金属喷雾的雾化粒径分布和雾化率是雾化制粉技术的一个重要指标；在热喷涂技术中，需要将涂层材料如耐腐蚀金属、金属陶瓷等高熔点材料加热熔化，用高速气流将其雾化成极细的颗粒，并以很高的速度喷射到工件表面形成涂层，热喷涂材料的雾化粒径分布和雾化率是影响热喷涂效果的重要因素；另外，化学性质活泼的液态碱金属一旦发生泄漏会迅速和空气或水发生反应，形成火灾事故，其中喷雾火灾的后果最为严重，因为喷雾燃烧中存在大量微小液滴，具有燃烧速度快，燃烧温度高等特点，而碱金属喷雾中液滴的粒径分布及雾化率是影响雾火燃烧特性的重要因素；因此对高熔点材料喷雾的粒径分布和雾化率的研究具有十分重要的意义。

目前国际上对于高熔点材料雾化特性的研究通常采用的测量装置和方法都有一定的局限性。如成像法，采用高速摄像机记录喷雾过程，再结合图像处理软件来计算雾化率和液滴粒径分布，该方法的分辨率不高，难以辨认过于细小的液滴，且对于液滴密度过高的区域并不适用；另一种方法是应用喷雾粒度仪来测量雾化场的粒径分布，其工作原理是基于激光前向散射原理，当激光照射到被测雾化颗粒时，光会产生散射，散射光能的分布与颗粒的粒度大小有关，用专门设计制造的扇形多元光电探测器测得前向散射光能分布，然后通过反演算法对测得的数据进行处理，得到被测颗粒的粒径分布，然而该方法一次只能测得通过一条直线上的液滴粒径分布，并且用一条直线上的粒径分布来推测总体的分布，即假设雾化场的分布是轴对称的，但是实际情况中不同的径向上液滴粒径分布可能会有较大差别，这就会导致较大误差，且这两种方法都无法准确测得喷雾场的整体雾化率。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足以及高熔点材料的物质特性而提供一种高熔点材料雾化粒径分布及雾化率的测量方法及装置。

本发明的目的是这样实现的：

一种高熔点材料雾化粒径分布及雾化率的测量装置，包括密封容器、密封坩埚、加热装置、收集皿和管道调节装置；所述密封坩埚和加热装置设置在密封容器内，且加热装置设置在密封坩埚的周围，所述收集皿与密封坩埚的下部相连；

所述管道调节装置包括主管道、与主管道相连的第一支管道和第二支管道、设置在密封容器上的充气孔和排气孔；所述第一支管道与密闭容器相通，所述第二支管道与密封坩埚相通，所述主管道上安装有气体流量计，所述第二支管道上安装有压力。

本发明还包括这样一些特征：

1.所述密封容器充满了惰性气体；

2.所述收集皿装有有机冷却剂；

3.所述收集皿的高度可调。

一种高熔点材料雾化粒径分布及雾化率的测量方法，将喷雾液滴先固化再测量，包括如下步骤：

步骤一：在高压惰性气体挤压的条件下，加热至熔融状态的高熔点材料通过喷嘴发生喷雾和射流，落入装有有机冷却剂的收集皿中，喷雾和射流会冷却并凝固成颗粒和块状固体；