粉末的制備-物理法

1、 2.1 2.1 霧化法霧化法 霧化法屬于機(jī)械制粉法，是直接擊碎液體金屬或合霧化法屬于機(jī)械制粉法，是直接擊碎液體金屬或合金而制得粉末的方法，應(yīng)用較廣泛，生產(chǎn)規(guī)模僅次于金而制得粉末的方法，應(yīng)用較廣泛，生產(chǎn)規(guī)模僅次于還原法。還原法?？梢灾迫°U、錫、鋁、鋅、銅、可以制取鉛、錫、鋁、鋅、銅、鎳、鐵等金屬粉末鎳、鐵等金屬粉末制取黃銅、青銅、合金鋼、高速鋼、制取黃銅、青銅、合金鋼、高速鋼、不銹鋼等預(yù)合金粉末不銹鋼等預(yù)合金粉末霧化法霧化法二流霧化法二流霧化法 氣體霧化氣體霧化水霧化水霧化離心霧化法離心霧化法旋轉(zhuǎn)圓盤霧化旋轉(zhuǎn)圓盤霧化旋轉(zhuǎn)電極霧化旋轉(zhuǎn)電極霧化旋轉(zhuǎn)坩堝霧化旋轉(zhuǎn)坩堝霧化其他霧化法其他霧化法油霧化油霧

2、化轉(zhuǎn)輥霧化轉(zhuǎn)輥霧化真空霧化真空霧化2.1.1 二流霧化法二流霧化法 二流霧化法是用高速氣流或高壓水擊碎金屬液流二流霧化法是用高速氣流或高壓水擊碎金屬液流的，而機(jī)械粉碎法是借機(jī)械作用破壞固體金屬原子間的，而機(jī)械粉碎法是借機(jī)械作用破壞固體金屬原子間的結(jié)合，所以霧化法只要克服液體金屬原子間的鍵合的結(jié)合，所以霧化法只要克服液體金屬原子間的鍵合力就能使之分散成粉末，因而霧化過程所需消耗的外力就能使之分散成粉末，因而霧化過程所需消耗的外力比機(jī)械粉碎法小得多。力比機(jī)械粉碎法小得多。 從能量消耗這一點(diǎn)來(lái)說，霧化法是一種簡(jiǎn)便的經(jīng)從能量消耗這一點(diǎn)來(lái)說，霧化法是一種簡(jiǎn)便的經(jīng)濟(jì)的粉末生產(chǎn)方法。濟(jì)的粉末生產(chǎn)方法。1.霧

3、化過程原理根據(jù)的方式不同，霧化具有多種形式：根據(jù)的方式不同，霧化具有多種形式：霧化法霧化法霧化介質(zhì)（氣霧化介質(zhì)（氣體、水）對(duì)金體、水）對(duì)金屬液流作用屬液流作用平行噴射平行噴射垂直噴射垂直噴射互成角度的互成角度的噴射噴射V V型噴射型噴射錐型噴射錐型噴射旋渦環(huán)形噴射旋渦環(huán)形噴射 平行噴射示意圖平行噴射示意圖氣流氣流噴嘴噴嘴金屬液流金屬液流 垂直噴射示意圖垂直噴射示意圖氣流氣流金屬金屬液流液流 V V型噴射示意圖型噴射示意圖 金屬液流金屬液流 錐形噴射示意圖錐形噴射示意圖噴孔噴孔 旋渦環(huán)形噴射旋渦環(huán)形噴射目前從定量方面研究金屬液流霧化機(jī)構(gòu)還很不夠，現(xiàn)目前從定量方面研究金屬液流霧化機(jī)構(gòu)還很不夠，現(xiàn)以

4、氣體霧化為例說明其一般規(guī)律。以氣體霧化為例說明其一般規(guī)律。金金屬屬液液流流霧霧化化過過程程1. 1. 金屬液流在氣流作用下分為四個(gè)區(qū)域：金屬液流在氣流作用下分為四個(gè)區(qū)域：（1 1）負(fù)壓紊流區(qū)（）負(fù)壓紊流區(qū)（） 由于氣流的抽氣作用，在噴嘴中心孔下方形成由于氣流的抽氣作用，在噴嘴中心孔下方形成負(fù)壓紊流層，金屬液流受到氣流波的振動(dòng)，以不穩(wěn)負(fù)壓紊流層，金屬液流受到氣流波的振動(dòng)，以不穩(wěn)定的波浪狀向下流，分散成許多細(xì)纖維束，并在表定的波浪狀向下流，分散成許多細(xì)纖維束，并在表面張力作用下有自動(dòng)收縮成液滴的趨勢(shì)。形成纖維面張力作用下有自動(dòng)收縮成液滴的趨勢(shì)。形成纖維束的地方離出口的距離取決于金屬液流的速度，金束

5、的地方離出口的距離取決于金屬液流的速度，金屬液流速度愈大，離形成纖維束的距離就愈短。屬液流速度愈大，離形成纖維束的距離就愈短。 （2 2）原始液滴形成區(qū)（）原始液滴形成區(qū)（） 在氣流的沖刷下，從金屬液流柱或纖維束的表面不斷在氣流的沖刷下，從金屬液流柱或纖維束的表面不斷分裂出許多液滴。分裂出許多液滴。（3 3）有效霧化區(qū)（）有效霧化區(qū)（） 由于氣流能量集中于焦點(diǎn)，對(duì)原始液滴產(chǎn)生強(qiáng)烈擊由于氣流能量集中于焦點(diǎn)，對(duì)原始液滴產(chǎn)生強(qiáng)烈擊碎作用，使其分散成細(xì)的液滴顆粒。碎作用，使其分散成細(xì)的液滴顆粒。 （4 4）冷卻凝固區(qū)（）冷卻凝固區(qū)（） 形成的液滴顆粒分散開，并最終凝結(jié)成粉末顆粒。形成的液滴顆粒分散開，

6、并最終凝結(jié)成粉末顆粒。 2. 2. 噴嘴結(jié)構(gòu)噴嘴結(jié)構(gòu) 噴嘴是霧化裝置中使霧化介質(zhì)獲得高能量、高速度噴嘴是霧化裝置中使霧化介質(zhì)獲得高能量、高速度的部件，也是對(duì)霧化效率和霧化過程穩(wěn)定性起重要作的部件，也是對(duì)霧化效率和霧化過程穩(wěn)定性起重要作用的關(guān)鍵性部件。用的關(guān)鍵性部件。好的噴嘴設(shè)計(jì)要滿足以下要求好的噴嘴設(shè)計(jì)要滿足以下要求1 1）能使霧化介質(zhì)獲得盡可能大的出口速度和所需要的）能使霧化介質(zhì)獲得盡可能大的出口速度和所需要的能量。能量。2 2）能保證霧化介質(zhì)與金屬液流之間形成最合理的噴射）能保證霧化介質(zhì)與金屬液流之間形成最合理的噴射角度。角度。3 3）使金屬液流產(chǎn)生最大的紊流。）使金屬液流產(chǎn)生最大的紊流。

7、4 4）工作穩(wěn)定性好，噴嘴不易堵塞。）工作穩(wěn)定性好，噴嘴不易堵塞。5 5）加工制造簡(jiǎn)單。）加工制造簡(jiǎn)單。噴嘴結(jié)構(gòu)基本上可分為兩類噴嘴結(jié)構(gòu)基本上可分為兩類（1 1）自由降落式噴嘴）自由降落式噴嘴金屬液流在從容器（漏包）金屬液流在從容器（漏包）出口到與霧化介質(zhì)相遇點(diǎn)之間無(wú)約束地自由降落。所有出口到與霧化介質(zhì)相遇點(diǎn)之間無(wú)約束地自由降落。所有水霧化的噴嘴和多數(shù)氣體霧化的噴嘴都采用這種形式。水霧化的噴嘴和多數(shù)氣體霧化的噴嘴都采用這種形式。自自由由降降落落式式噴噴嘴嘴示示意意圖圖氣流與金屬液流間的交角氣流與金屬液流間的交角噴口與金屬液流軸線間的距離噴口與金屬液流軸線間的距離（2 2）限制式噴嘴）限制式噴嘴

8、金屬液流在噴嘴出口處即被破碎。金屬液流在噴嘴出口處即被破碎。這種形式的噴嘴傳遞氣體到金屬的能量最大，主要用這種形式的噴嘴傳遞氣體到金屬的能量最大，主要用于鋁、鋅等低熔點(diǎn)金屬的霧化。于鋁、鋅等低熔點(diǎn)金屬的霧化。限限制制式式噴噴嘴嘴示示意意圖圖漏嘴突出噴嘴部分漏嘴突出噴嘴部分噴射寬度噴射寬度為了減少和防止堵塞現(xiàn)象，設(shè)計(jì)噴嘴時(shí)，可考慮采取以為了減少和防止堵塞現(xiàn)象，設(shè)計(jì)噴嘴時(shí)，可考慮采取以下措施：下措施：（1 1）減小噴射頂角或氣流與金屬液流間的交角。）減小噴射頂角或氣流與金屬液流間的交角。因減小氣流與金屬液流間的交角可使霧化焦點(diǎn)下移，因減小氣流與金屬液流間的交角可使霧化焦點(diǎn)下移，減低了液滴濺到噴口的

9、可能性。減低了液滴濺到噴口的可能性。（2 2）增加噴口與金屬液流軸線間的距離。）增加噴口與金屬液流軸線間的距離。增加噴口與金屬液流軸線間的距離可提高霧化過程的穩(wěn)增加噴口與金屬液流軸線間的距離可提高霧化過程的穩(wěn)定性。定性。（4 4）金屬液流漏嘴伸長(zhǎng)超出噴口水平面外。此時(shí)，粉）金屬液流漏嘴伸長(zhǎng)超出噴口水平面外。此時(shí)，粉末會(huì)粗一些末會(huì)粗一些。 （3 3）環(huán)縫寬度不能過小。）環(huán)縫寬度不能過小。d0.5 mmd0.5 mm(5) (5) 增加輔助風(fēng)孔和二次風(fēng)。采用輔助風(fēng)孔和二次風(fēng)增加輔助風(fēng)孔和二次風(fēng)。采用輔助風(fēng)孔和二次風(fēng)的環(huán)縫噴嘴結(jié)構(gòu)。的環(huán)縫噴嘴結(jié)構(gòu)。四個(gè)或八個(gè)輔助風(fēng)孔將一部分氣流引向順著中心的孔壁四個(gè)

10、或八個(gè)輔助風(fēng)孔將一部分氣流引向順著中心的孔壁向下形成二次風(fēng)，這樣可向下形成二次風(fēng)，這樣可維持噴口附近氣壓平衡維持噴口附近氣壓平衡，從而，從而盡可能不使金屬液滴返回風(fēng)口。盡可能不使金屬液滴返回風(fēng)口。進(jìn)風(fēng)管進(jìn)風(fēng)管 噴嘴體噴嘴體內(nèi)環(huán)內(nèi)環(huán)導(dǎo)向管導(dǎo)向管二次風(fēng)環(huán)二次風(fēng)環(huán)輔助風(fēng)口輔助風(fēng)口3. 3. 影響霧化粉末性能的因素影響霧化粉末性能的因素1 1）霧化介質(zhì)）霧化介質(zhì)（1 1）霧化介質(zhì)類別的影響）霧化介質(zhì)類別的影響 霧化介質(zhì)分為氣體和液體兩類。氣體可用空氣和惰霧化介質(zhì)分為氣體和液體兩類。氣體可用空氣和惰性氣體性氣體: :氮、氬等，液體主要用水。氮、氬等，液體主要用水。 在霧化過程中氧化不嚴(yán)重或霧化后經(jīng)還原處

11、理可脫在霧化過程中氧化不嚴(yán)重或霧化后經(jīng)還原處理可脫氧的金屬（銅、鐵和碳鋼等）一般可選擇氧的金屬（銅、鐵和碳鋼等）一般可選擇空氣空氣作霧化作霧化介質(zhì)。介質(zhì)。 采用惰性氣體霧化可以減少金屬液的氧化和氣體溶采用惰性氣體霧化可以減少金屬液的氧化和氣體溶解。解。 用水作霧化介質(zhì)，與氣體比較有以下的特點(diǎn)：用水作霧化介質(zhì)，與氣體比較有以下的特點(diǎn)：（a a）由于水的熱容比氣體大得多，對(duì)金屬液滴的冷卻由于水的熱容比氣體大得多，對(duì)金屬液滴的冷卻能力強(qiáng)。因此，用水作霧化介質(zhì)時(shí)，粉末多為不規(guī)則形能力強(qiáng)。因此，用水作霧化介質(zhì)時(shí)，粉末多為不規(guī)則形狀，同時(shí)，隨著霧化壓力的提高，不規(guī)則形狀的顆粒愈狀，同時(shí)，隨著霧化壓力的提高

12、，不規(guī)則形狀的顆粒愈多，顆粒的晶粒結(jié)構(gòu)愈細(xì)。相反，氣體霧化易得球形粉多，顆粒的晶粒結(jié)構(gòu)愈細(xì)。相反，氣體霧化易得球形粉末。末。（b b）由于金屬液滴冷卻速度快，粉末表面氧化大大減少。由于金屬液滴冷卻速度快，粉末表面氧化大大減少。所以，鐵、低碳鋼、合金鋼多用水霧化制粉。雖然在水所以，鐵、低碳鋼、合金鋼多用水霧化制粉。雖然在水中添加某些防腐劑可以減少粉末的氧化，但目前水霧化中添加某些防腐劑可以減少粉末的氧化，但目前水霧化法還不適于活性很大的金屬與合金、超合金等。法還不適于活性很大的金屬與合金、超合金等。(2) (2) 氣體或水的壓力的影響氣體或水的壓力的影響實(shí)踐證明，氣體壓力愈高，所得粉末愈細(xì)。實(shí)踐

13、證明，氣體壓力愈高，所得粉末愈細(xì)?？諝鈮毫?duì)霧化鐵粉粒度組成的影響空氣壓力對(duì)霧化鐵粉粒度組成的影響 液體金屬溫度液體金屬溫度 1300 1300 C C，漏嘴直徑，漏嘴直徑 6mm 6mm ：噴嘴環(huán)縫寬：噴嘴環(huán)縫寬 1.3mm1.3mm 水壓對(duì)霧化青銅粉粒度組成的影響水壓對(duì)霧化青銅粉粒度組成的影響液體金屬溫度液體金屬溫度 1050 1050 C C2 2）金屬液流）金屬液流在其他條件不變時(shí)，金屬液的表面張力愈大，粉在其他條件不變時(shí)，金屬液的表面張力愈大，粉末成球形的愈多，粉末粒度也較粗；相反，金屬液的末成球形的愈多，粉末粒度也較粗；相反，金屬液的表面張力小時(shí)，液滴易變形，所得粉末多呈不規(guī)則形表

14、面張力小時(shí)，液滴易變形，所得粉末多呈不規(guī)則形狀，粒度也減小。狀，粒度也減小。(1) (1) 金屬液的金屬液的表面張力表面張力和和粘度粘度的影響的影響a) a) 所有金屬，除銅、鎘外，其表面張力都是隨溫度升所有金屬，除銅、鎘外，其表面張力都是隨溫度升高而降低的。高而降低的。 b) b) 氧、氮、碳、硫、磷等活性元素大大降低液體金氧、氮、碳、硫、磷等活性元素大大降低液體金屬的表面張力。屬的表面張力。液體金屬的表面張力受加熱溫度和化學(xué)成分的影響：液體金屬的表面張力受加熱溫度和化學(xué)成分的影響： 1). 1). 金屬液流的粘度隨金屬液流的粘度隨溫度升高溫度升高而而減小減?。?). 2). 金屬液強(qiáng)烈金屬

15、液強(qiáng)烈氧化氧化時(shí)，粘度大大時(shí)，粘度大大提高提高；3). 3). 金屬中含有金屬中含有硅、鋁硅、鋁等元素也使等元素也使粘度增加粘度增加；4). 4). 合金熔體的粘度隨合金熔體的粘度隨成分成分變化的規(guī)律是：固態(tài)或液態(tài)變化的規(guī)律是：固態(tài)或液態(tài)下都互溶的二元合金，其粘度介于兩種金屬之間；下都互溶的二元合金，其粘度介于兩種金屬之間；液液態(tài)合金態(tài)合金在有穩(wěn)定化合物存在的成分下粘度最大；在有穩(wěn)定化合物存在的成分下粘度最大；共晶共晶成分的液態(tài)合金的粘度最小。成分的液態(tài)合金的粘度最小。液體金屬粘度也受溫度和化學(xué)成分的影響：液體金屬粘度也受溫度和化學(xué)成分的影響： 在霧化壓力和噴嘴相同時(shí)，金屬液在霧化壓力和噴嘴相

16、同時(shí)，金屬液過熱溫度愈高過熱溫度愈高，細(xì)粉末細(xì)粉末產(chǎn)出率愈高產(chǎn)出率愈高，愈容易得，愈容易得球形球形粉末。粉末。(2) (2) 金屬液過熱溫度的影響金屬液過熱溫度的影響 金屬熔體的粘度和表面張力，隨著溫度的降低總是金屬熔體的粘度和表面張力，隨著溫度的降低總是增加的，因而影響粉末粒度和形狀。粘度愈低，愈容增加的，因而影響粉末粒度和形狀。粘度愈低，愈容易霧化得到細(xì)的粉末。溫度高的液滴冷凝過程長(zhǎng)，表易霧化得到細(xì)的粉末。溫度高的液滴冷凝過程長(zhǎng)，表面張力收縮液滴表面的作用時(shí)間也長(zhǎng)，故容易得到球面張力收縮液滴表面的作用時(shí)間也長(zhǎng)，故容易得到球形粉末。特別是水霧化時(shí)，增加過熱溫度，總是增加形粉末。特別是水霧化時(shí)

17、，增加過熱溫度，總是增加球狀粉末的。球狀粉末的。 生產(chǎn)上按金屬與合金的熔點(diǎn)選擇過熱溫度生產(chǎn)上按金屬與合金的熔點(diǎn)選擇過熱溫度: :低熔點(diǎn)金屬（如錫、鉛、鋅等）為低熔點(diǎn)金屬（如錫、鉛、鋅等）為5050100 100 C C銅合金為銅合金為100100150 150 C C鐵及合金鋼為鐵及合金鋼為150150200 200 C C金屬液不金屬液不同過熱溫同過熱溫度對(duì)鐵粒度對(duì)鐵粒粒度組成粒度組成的影響的影響15701570C C16501650C C17201720C C (3) (3) 金屬液流股直徑的影響金屬液流股直徑的影響 當(dāng)霧化壓力與其他工藝參數(shù)不變時(shí)，金屬液流當(dāng)霧化壓力與其他工藝參數(shù)不變時(shí)，

18、金屬液流股直徑愈細(xì)所得細(xì)粉末也愈多。股直徑愈細(xì)所得細(xì)粉末也愈多。金屬金屬液流液流股直股直徑對(duì)徑對(duì)細(xì)粉細(xì)粉產(chǎn)出產(chǎn)出率的率的影響影響生鐵生鐵鐵鐵鐵鋁鐵鋁合金合金 1). 1). 降低霧化粉末生產(chǎn)率降低霧化粉末生產(chǎn)率; ;金屬液流股直徑太小還會(huì)引起：金屬液流股直徑太小還會(huì)引起：3). 3). 金屬液流過冷，反而不易得到細(xì)粉末，或者難金屬液流過冷，反而不易得到細(xì)粉末，或者難以得到球形粉末。以得到球形粉末。2). 2). 容易堵塞漏嘴容易堵塞漏嘴; ; 3 3）其他工藝因素）其他工藝因素(1) (1) 噴射參數(shù)的影響噴射參數(shù)的影響 金屬液流長(zhǎng)度（金屬液流從出口到霧化焦點(diǎn)的距離）金屬液流長(zhǎng)度（金屬液流從出

19、口到霧化焦點(diǎn)的距離）短、噴射長(zhǎng)度（氣流從噴口到霧化焦點(diǎn)的距離）短、短、噴射長(zhǎng)度（氣流從噴口到霧化焦點(diǎn)的距離）短、噴射頂角適當(dāng)都能更充分地利用氣流的動(dòng)能，從而有噴射頂角適當(dāng)都能更充分地利用氣流的動(dòng)能，從而有利于霧化得到細(xì)顆粒粉末。利于霧化得到細(xì)顆粒粉末。 液滴飛行路程（從霧化焦點(diǎn)到冷卻水面的距離）液滴飛行路程（從霧化焦點(diǎn)到冷卻水面的距離）較長(zhǎng)，有利于形成球形顆粒，粉末也較粗。這是因?yàn)檩^長(zhǎng)，有利于形成球形顆粒，粉末也較粗。這是因?yàn)樵诰徛鋮s過程中，表面張力充分作用于液滴使之聚在緩慢冷卻過程中，表面張力充分作用于液滴使之聚成球形；同時(shí)，由于冷卻慢，在途中顆?；ハ嗾辰Y(jié)，成球形；同時(shí)，由于冷卻慢，在途中

20、顆粒互相粘結(jié)，因而粗粉多。因而粗粉多。(2) (2) 聚粉裝置參數(shù)的影響聚粉裝置參數(shù)的影響 用水作冷卻介質(zhì)對(duì)噴制熔點(diǎn)高的鐵粉、鋼粉等是必用水作冷卻介質(zhì)對(duì)噴制熔點(diǎn)高的鐵粉、鋼粉等是必要的。要的。 熔點(diǎn)不高的銅、銅合金與低熔點(diǎn)金屬錫、鉛、鋅、熔點(diǎn)不高的銅、銅合金與低熔點(diǎn)金屬錫、鉛、鋅、鋁等，常在空氣中冷卻或采用水冷夾套的聚粉裝置。鋁等，常在空氣中冷卻或采用水冷夾套的聚粉裝置。4. 4. 氣體和水霧化法的工藝氣體和水霧化法的工藝（1 1）氣體霧化法制取銅和銅合金粉工藝）氣體霧化法制取銅和銅合金粉工藝（2 2）氣體霧化法制取鐵粉工藝）氣體霧化法制取鐵粉工藝（3 3）水霧化法制取鐵粉和合金鋼粉的工藝）水

21、霧化法制取鐵粉和合金鋼粉的工藝請(qǐng)大家課后自己學(xué)習(xí)！請(qǐng)大家課后自己學(xué)習(xí)！2.1.2 2.1.2 離心霧化法離心霧化法離離心心霧霧化化法法利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的離心力將利用機(jī)械旋轉(zhuǎn)的離心力將金屬液流擊碎成細(xì)的液滴，金屬液流擊碎成細(xì)的液滴，然后冷卻凝結(jié)成粉末然后冷卻凝結(jié)成粉末旋轉(zhuǎn)電極霧化旋轉(zhuǎn)電極霧化旋轉(zhuǎn)坩堝霧化旋轉(zhuǎn)坩堝霧化旋轉(zhuǎn)圓盤霧化旋轉(zhuǎn)圓盤霧化旋轉(zhuǎn)水流霧化旋轉(zhuǎn)水流霧化進(jìn)氣管進(jìn)氣管漏包漏包漏嘴漏嘴金屬液流金屬液流水流水流環(huán)形噴射器環(huán)形噴射器霧化室霧化室進(jìn)水口進(jìn)水口旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)水水流流霧霧化化裝裝置置示示意意圖圖旋轉(zhuǎn)電極霧化裝置示意圖旋轉(zhuǎn)電極霧化裝置示意圖電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)選料器選料器粉末收集室粉末收集室固定鎢絲固定鎢

22、絲旋轉(zhuǎn)自耗電極旋轉(zhuǎn)自耗電極惰性氣體入口惰性氣體入口旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)坩坩堝堝霧霧化化裝裝置置示示意意圖圖電極電極霧化半徑霧化半徑霧化緣霧化緣旋轉(zhuǎn)坩堝旋轉(zhuǎn)坩堝電極電極2.1.3 2.1.3 快速冷凝技術(shù)快速冷凝技術(shù)快速冷凝技術(shù)的主要特點(diǎn)：快速冷凝技術(shù)的主要特點(diǎn)：（1 1）急冷可大幅度地減少）急冷可大幅度地減少合金成分的偏析合金成分的偏析（2 2）急冷可增加合金的）急冷可增加合金的固溶能力固溶能力（3 3）急冷可）急冷可消除相偏聚消除相偏聚和和形成非平衡相形成非平衡相（4 4）某些）某些有害相有害相可能由于急冷而受到可能由于急冷而受到抑制抑制甚至消除甚至消除（5 5）由于晶粒）由于晶粒細(xì)化達(dá)微晶細(xì)化達(dá)微晶程

23、度，在適當(dāng)應(yīng)變速度下可程度，在適當(dāng)應(yīng)變速度下可能出現(xiàn)超塑性等能出現(xiàn)超塑性等快速冷凝技術(shù)應(yīng)用范圍：快速冷凝技術(shù)應(yīng)用范圍： 可制得非晶、準(zhǔn)晶和微晶粉末，如有碳鋼、不銹鋼、可制得非晶、準(zhǔn)晶和微晶粉末，如有碳鋼、不銹鋼、高速鋼、鎳基高溫合金、鋁、鈦及其合金等粉末。高速鋼、鎳基高溫合金、鋁、鈦及其合金等粉末。從液態(tài)金屬制取快速冷凝粉末從液態(tài)金屬制取快速冷凝粉末(RSP)(RSP)機(jī)制：機(jī)制：（1 1）傳導(dǎo)傳熱機(jī)制）傳導(dǎo)傳熱機(jī)制基于傳導(dǎo)傳熱機(jī)制的方法，其冷卻速度在基于傳導(dǎo)傳熱機(jī)制的方法，其冷卻速度在10106 6 10108 8 C/sC/s熔體噴紡法熔體噴紡法熔體沾出法熔體沾出法熔體噴紡法過程示意圖熔體

24、噴紡法過程示意圖氣體壓力氣體壓力熔體熔體熔體流股熔體流股極冷表面極冷表面帶帶熔體沾出法過程示意圖熔體沾出法過程示意圖水冷帶切口圓盤水冷帶切口圓盤熔融金屬熔融金屬帶帶（2 2）對(duì)流傳熱機(jī)制）對(duì)流傳熱機(jī)制基于對(duì)流傳熱機(jī)制的方法，其冷卻速度在基于對(duì)流傳熱機(jī)制的方法，其冷卻速度在10104 4 10106 6 C/sC/s超聲氣體霧化法超聲氣體霧化法離心霧化法離心霧化法氣體霧化與旋轉(zhuǎn)盤霧化相結(jié)合的氣體霧化與旋轉(zhuǎn)盤霧化相結(jié)合的霧化法霧化法旋轉(zhuǎn)盤霧化法旋轉(zhuǎn)盤霧化法旋轉(zhuǎn)杯霧化法旋轉(zhuǎn)杯霧化法2.2 2.2 機(jī)械粉碎法機(jī)械粉碎法 機(jī)械粉碎是靠壓碎、擊碎和磨削等作用，將塊狀金機(jī)械粉碎是靠壓碎、擊碎和磨削等作用，將

25、塊狀金屬或合金機(jī)械地粉碎成粉末的。屬或合金機(jī)械地粉碎成粉末的。 機(jī)械研磨比較適用于脆性材料。研磨塑性金屬和合機(jī)械研磨比較適用于脆性材料。研磨塑性金屬和合金制取粉末的有旋渦研磨、冷氣流粉碎等。金制取粉末的有旋渦研磨、冷氣流粉碎等。 1. 1. 機(jī)械研磨法機(jī)械研磨法機(jī)械研磨法應(yīng)用范圍：機(jī)械研磨法應(yīng)用范圍：1 1）粉碎脆性金屬和合金。）粉碎脆性金屬和合金。 2 2）可以研磨經(jīng)特殊處理后具有脆性的金屬和合金。）可以研磨經(jīng)特殊處理后具有脆性的金屬和合金。（1 1）研磨的基本規(guī)律）研磨的基本規(guī)律低轉(zhuǎn)速低轉(zhuǎn)速, (b) , (b) 適宜轉(zhuǎn)速適宜轉(zhuǎn)速, (c) , (c) 臨界轉(zhuǎn)速臨界轉(zhuǎn)速球和物料隨球磨筒轉(zhuǎn)速

26、不同的三種狀態(tài)球和物料隨球磨筒轉(zhuǎn)速不同的三種狀態(tài) 球在滾筒中的基本狀態(tài)球在滾筒中的基本狀態(tài) 轉(zhuǎn)速慢，轉(zhuǎn)速慢， 瀉落狀態(tài)，瀉落狀態(tài)， 摩擦作用摩擦作用 轉(zhuǎn)速較高時(shí)，轉(zhuǎn)速較高時(shí)，拋落狀態(tài)，拋落狀態(tài)，摩擦、撞擊破碎摩擦、撞擊破碎轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，轉(zhuǎn)速繼續(xù)增加，臨界轉(zhuǎn)速，粉臨界轉(zhuǎn)速，粉碎作用停止碎作用停止球的受力分析球的受力分析a a 只一個(gè)球，只一個(gè)球，b b 球直徑比桶直徑小球直徑比桶直徑小c c 球與筒壁之間不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，也不考球與筒壁之間不產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)，也不考慮摩擦力的影響慮摩擦力的影響球受到兩個(gè)力作用，球受到兩個(gè)力作用，P P ： 離心力離心力G G ： 重力重力V V ： 線速度線速度在拋落

27、點(diǎn)平衡時(shí)（在拋落點(diǎn)平衡時(shí)（A A點(diǎn)）：二力相等，點(diǎn)）：二力相等，P PP P maP gGm Rva22cosGvPmaGgRcosPG 2cosvgR26030RnRnv222cos30Rng 從上式看出球上升的高度取決于從上式看出球上升的高度取決于筒體的轉(zhuǎn)速和球的回轉(zhuǎn)半徑，而筒體的轉(zhuǎn)速和球的回轉(zhuǎn)半徑，而與球的重量無(wú)關(guān)。與球的重量無(wú)關(guān)。臨界狀態(tài)臨界狀態(tài) 當(dāng)轉(zhuǎn)速加快，球不落下，球轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)當(dāng)轉(zhuǎn)速加快，球不落下，球轉(zhuǎn)到最高點(diǎn)A A1 1點(diǎn)，點(diǎn)，此時(shí)在這臨界狀態(tài)下，此時(shí)在這臨界狀態(tài)下，D-D-球磨筒的直徑，球磨筒的直徑，m m02cos1900n R3042.4/RnD臨界轉(zhuǎn) 分 總之，要粉碎物料，球磨轉(zhuǎn)速即通常所說的工總之，要粉碎物料，球磨轉(zhuǎn)速即通常所說的工作轉(zhuǎn)速必須小于臨界轉(zhuǎn)速。球在筒體內(nèi)呈拋落狀態(tài)作轉(zhuǎn)速必須小于臨界轉(zhuǎn)速。球在筒體內(nèi)呈拋落狀態(tài)時(shí)效果最好。此時(shí)時(shí)效果最好。此時(shí)0.750.75 4