氣體系統作用等離子體球化設備的氣體系統包括工作氣、保護氣和載氣。工作氣用于產生等離子體炬焰,其種類和流量對焰炬溫度有重要影響。保護氣用于使反應室與外界氣氛隔絕,防止粉末氧化。載氣用于將粉末送入等離子體炬內。例如,在射頻等離子體球化過程中,以電離能較低的氬氣作為中心氣建立穩定自持續的等離子體炬,為提高等離子體的熱導率,以氬氣、氫氣的混合氣體為鞘氣,以氬氣為載氣將原料粉末載入等離子體高溫區。送粉速率影響送粉速率是影響球化效果的關鍵工藝參數之一。送粉速率過快會導致粉末顆粒在等離子體炬內停留時間過短,無法充分吸熱熔化,從而影響球化效果。送粉速率過慢則會使粉末顆粒在等離子體炬內過度加熱,導致顆粒長大或團聚。例如,在感應等離子體球化鈦粉的過程中,送粉速率增大和載氣流量增大均會導致球化率降低,松裝密度也隨之降低。因此,需要選擇合適的送粉速率,以保證粉末顆粒能夠充分球化。等離子體技術的引入,推動了新材料的研發進程。無錫技術等離子體粉末球化設備實驗設備
等離子體炬的電磁場優化等離子體炬的電磁場分布直接影響粉末的加熱效率。采用射頻感應耦合等離子體(ICP)源,通過調整線圈匝數與電流頻率,使等離子體電離效率從60%提升至85%。例如,在處理超細粉末(<1μm)時,ICP源可避免直流電弧的電蝕效應,延長設備壽命。粉末形貌的動態調控技術開發基于激光干涉的動態調控系統,通過實時監測粉末形貌并反饋調節等離子體參數。例如,當檢測到粉末球形度低于95%時,系統自動提升等離子體功率5%,使球化質量恢復穩定。無錫高能密度等離子體粉末球化設備通過優化工藝參數,設備可實現不同粒徑的粉末球化。
等離子體炬作為能量源,其功率范圍覆蓋15kW至200kW,頻率2.5-7MHz,可產生直徑50-200mm的穩定等離子體焰流。球化室配備熱電偶實時監測溫度,確保溫度梯度維持在10-10K/m。送粉系統采用螺旋進給或氣動輸送,載氣流量0.5-25L/min,送粉速率1-50g/min,通過調節參數可控制粉末熔融程度。急冷系統采用水冷或液氮冷卻,冷卻速率達10K/s,確保球形度≥98%。設備采用多級溫控策略:等離子體炬溫度通過功率調節(28-200kW)與氣體配比(Ar/He/H)協同控制;球化室溫度由熱電偶反饋至PID控制器,實現±10℃精度;急冷系統采用閉環水冷循環,冷卻水流量2-10L/min。例如,在制備鎢粉時,通過優化等離子體功率至45kW、氬氣流量25L/min,可將粉末氧含量降至0.08%,球形度達98.3%。
等離子體與粉末的相互作用動力學粉末顆粒在等離子體中的運動遵循牛頓第二定律,需考慮重力、氣體阻力、電磁力等多場耦合效應。設備采用計算流體動力學(CFD)模擬,優化等離子體射流形態。例如,通過調整炬管角度(30°-60°),使粉末在射流中的軌跡偏離軸線,避免顆粒相互碰撞,球化效率提升30%。粉末表面改性與功能化技術等離子體處理可改變粉末表面化學鍵結構,引入活性官能團。例如,在球化氧化鋁粉末時,通過調控等離子體中的氧自由基濃度,使粉末表面羥基含量從15%降至5%,***提升其在有機溶劑中的分散性。此外,等離子體還可用于粉末表面包覆,如沉積厚度為10nm的ZrC涂層,增強粉末的抗氧化性能。設備的操作穩定性高,確保生產過程的連續性。
冷卻凝固機制球形液滴形成后,進入冷卻室在驟冷環境中凝固。冷卻速度對粉末的球形度和微觀結構有重要影響。快速的冷卻速度可以抑制晶粒生長,形成細小均勻的晶粒結構,從而提高粉末的性能。例如,在感應等離子體球化過程中,球形液滴離開等離子體炬后進入熱交換室中冷卻凝固形成球形粉體。冷卻室的設計和冷卻氣體的選擇都至關重要,它們直接影響粉末的冷卻速度和**終質量。等離子體產生方式等離子體可以通過多種方式產生,常見的有直流電弧熱等離子體球化法和射頻感應等離子體球化法。直流電弧熱等離子體球化法利用直流電弧產生高溫等離子體,具有設備簡單、成本較低的優點,但能量密度相對較低。射頻感應等離子體球化法則通過射頻電源產生交變磁場,使氣體電離形成等離子體,具有熱源穩定、能量密度大、加熱溫度高、冷卻速度快、無電極污染等諸多優點,尤其適用于難熔金屬的球化處理。設備的操作流程簡潔,減少了操作失誤的可能性。無錫安全等離子體粉末球化設備科技
設備的安全防護措施完善,*操作人員的安全。無錫技術等離子體粉末球化設備實驗設備
等離子體粉末球化設備基于熱等離子體技術構建,**為等離子體炬與球化室。等離子體炬通過高頻電源或直流電弧產生5000~20000K高溫等離子體,粉末顆粒經送粉器以氮氣或氬氣為載氣注入等離子體焰流。球化室采用耐高溫材料(如鎢鈰合金)制造,內徑與急冷室匹配,高度范圍100-500mm。粉末在焰流中快速熔融后,通過表面張力與急冷系統(如水冷驟冷器)協同作用,在10-10秒內凝固為球形顆粒。該結構確保粉末在高溫區停留時間精細可控,避免過度蒸發或團聚。無錫技術等離子體粉末球化設備實驗設備