一种球形TiC粉的等离子体制备方法及该方法制备的球形TiC粉技术

本发明专利技术提供一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：1)选取粒径为40um至200um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量，建立稳定的氩气‑氢气等离子体；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴冷却固化，即制得球形TiC粉。本发明专利技术还提供了一种由上述制备方法制备的球形TiC。本发明专利技术提供了一种TiC粉球化率高、制过程中不易汽化且不被吹散到设备内壁上，且能够有效的控制颗粒的分散性，使其不相互碰撞粘接。

【技术实现步骤摘要】
一种球形TiC粉的等离子体制备方法及该方法制备的球形TiC粉
本专利技术涉及金属粉末制备
，特别涉一种球形TiC粉的等离子体制备方法及该方法制备的球形TiC粉。
技术介绍
TiC熔点高、碗度高、化学稳定性好，主要用来制造金属陶瓷，耐热合金和硬质合金。还可以用碳化TiC来制备的复相复合料在机械加工、冶金矿产、航天领域、聚变堆等领域有着广泛的应用。在粉末冶金领域，球形TiC由于其流动性好，粒度分布均匀，使得在进行复合混料且涂层等领域有很大的开发和应用。目前球形碳化TiC粉末的制备方法还是以传统工艺为主，但是其杂质多，球化率较低。射频等离子粉体球化技术具有温度高、污染少、气氛可调可控，操作简单等优点。由于TiC粉熔点高，但是质量氢，在一般射频等离子技术时为了确保等离子体炬的起弧和稳定，其中气和边气流量较大，导致粉末在熔融时会出现严重的汽化现象且被大量的吹散，附着在腔壁和细粉末收集罐中，使其收率得很低，且多次生产之后，会有大量的粉末粘接在等离子体炬上，导致功率的不稳定，粘在墙壁上，导致冷却效果和传热效果严重下降，损坏设备。为此，需要提供一种球化率高、制备过程中不易汽化且不被吹散到设备内壁上的球形TiC粉的制备方法。
技术实现思路
为解决是上述技术问题，本专利技术是这样实现的：一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：1)选取粒径为40um至200um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量，建立稳定的氩气-氢气等离子体，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴冷却固化，即制得球形TiC粉。优选地，步骤2)等离子点火的操作参数为：栅流控制在0.2A至0.3A；中气氩气流量为5L/min至40L/min；边气氩气流量为20L/min至80L/min。本专利技术边气是氢气和氩气两种气体，两者综合作用维持等离子体炬，而且氢气有传热的作用，达到更好的制备效果。优选地，步骤3)所述的用于熔融TiC粉颗粒的等离子体射频功率为5KW至40KW。优选地，步骤3)调整控制反应容器内气压和气体流量具体包括：将反应容器内气压调为5psia至20psia，中气氩气流量调为5L/min至20L/min，边气氩气流量调为20L/min至40L/min，边气氢气流量为0L/min至30L/min。优选地，步骤4)携带TiC粉颗粒所用氩气的流量为1L/min至11L/min。优选地，步骤4)TiC粉颗粒进入等离子体的加料速率为1kg/h至10kg/h。优选地，步骤5)熔融的TiC液滴在冷却仓中冷却固化，冷却仓为通循环水进行冷却的设备或者装置。优选地，所述的冷却仓为熔融的TiC液滴提供50℃至80℃的温度环境。一种球形TiC粉，该球形TiC粉由上述任一所述的球形TiC粉的等离子体制备方法制备而成。本专利技术具有如下优点：TiC粉球化率高、制备过程中不易汽化且不被吹散到设备内壁上，且能够有效的控制颗粒的分散性，使其不相互碰撞粘接，获得高的收得率。附图说明图1气体流量与容器内气压之间的关系图；图2等离子体制备球形TiC粉的装置示意图。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。实施例1本专利技术调整控制反应容器内气压和气体流量，主要是基于气体流量和反应容器内气压两个参数(如图1所示)进行综合调节。专利技术人经过研究发现，传统做法在建立等离子体以后，没有调整控制反应容器内气压和气体流量，而直接进行球化制备，这样容易导致TiC粉球易汽化且容易被吹散到设备内壁上。专利技术人创造性的在等离子体点火以后，又综合容器内气压和气体流量进行调节，使得TiC粉球不易汽化且不被吹散到设备内壁上。实施例2实验装置的示意图如图2所示，由以下几部分构成，等离子体反应器系统，即等离子体发生器，用于产生激励电磁场；等离子体炬，内部通有边气氩气和边气氢气和中气氩气；送粉系统和加料枪；真空腔体；用水冷却，不锈钢收料装置，尾气排放系统。上述装置，仅仅是本专利技术的一种装置模型，并不限定此一种制备装置，凡是利用本专利技术制备球形TiC粉原理的装置，均是本专利技术要保护的范围。实施例3一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：1)选取粒径为40um至50um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；等离子点火的操作参数为：栅流控制在0.2A至0.3A；中气氩气流量为5L/min；边气氩气流量为20L/min；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量具体包括：将反应容器内气压调为5psia，中气氩气流量调为5L/min，边气氩气流量调为20L/min，边气氢气流量为30L/min；建立稳定的氩气-氢气等离子体，射频功率为5KW，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，携带TiC粉颗粒所用氩气的流量为1L/min，TiC粉颗粒进入等离子体的加料速率为1kg/h，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴在80℃的冷却仓中冷却固化，即制得球形TiC粉。一种球形TiC粉，该球形TiC粉由上述所述的球形TiC粉的等离子体制备方法制备而成。实施例4一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：1)选取粒径为85um至95um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；等离子点火的操作参数为：栅流控制在0.2A至0.3A；中气氩气流量为15L/min；边气氩气流量为30L/min；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量具体包括：将反应容器内气压调为8psia，中气氩气流量调为7L/min，边气氩气流量调为24L/min，边气氢气流量为23L/min；建立稳定的氩气-氢气等离子体，射频功率为14KW，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，携带TiC粉颗粒所用氩气的流量为3L/min，TiC粉颗粒进入等离子体的加料速率为3kg/h，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴在70℃的冷却仓中冷却固化，即制得球形TiC粉。一种球形TiC粉，该球形TiC粉由上述所述的球形TiC粉的等离子体制备方法制备而成。实施例5一种球形TiC粉的等离子体制备方法，包括以下步骤：1)选取粒径为115um至125um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；等离子点火的操作参数为：栅流控制在0.2A至0.3A；中气氩气流量为25L/min；边气氩气流量为45L/min；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量具体包括：将反应容器内气压调为12psia，中气氩气流量调为12L/min，边气氩气流量调为29L/min，边气氢气流量为15L/min；建立稳定的氩气-氢气等离子体，射频功率为26KW，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，携带TiC粉颗粒所用氩气的流量为5L/min，TiC粉颗粒进入等离子体的加料速率为5kg/h，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴在60℃的冷却仓中冷却固化，即制得球形TiC粉。一种球形TiC粉，该球形TiC粉由上述所述的球形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种球形TiC粉的等离子体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取粒径为40um至200um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量，建立稳定的氩气‑氢气等离子体，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴冷却固化，即制得球形TiC粉。

【技术特征摘要】
1.一种球形TiC粉的等离子体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)选取粒径为40um至200um的TiC粉颗粒；2)进行等离子点火；3)点火成功后，调整控制反应容器内气压和气体流量，建立稳定的氩气-氢气等离子体，使得TiC粉颗粒熔融时不会出现汽化且不被吹散到设备内壁上；4)氩气携带TiC粉颗粒进入等离子体，制得熔融的TiC液滴；5)熔融的TiC液滴冷却固化，即制得球形TiC粉。2.如权利要求1所述的球形TiC粉的等离子体制备方法，其特征在于，步骤2)等离子点火的操作参数为：栅流控制在0.2A至0.3A；中气氩气流量为5L/min至40L/min；边气氩气流量为20L/min至80L/min。3.如权利要求2所述的球形TiC粉的等离子体制备方法，其特征在于，步骤3)所述的用于熔融TiC粉颗粒的等离子体射频功率为5KW至40KW。4.如权利要求3所述的球形TiC粉的等离子体制备方法，其特征在于，步骤3)调整控制反应容器内气压和气体流量具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海霞，刘志光，陈锐，肖震，
申请(专利权)人：龙岩紫荆创新研究院，
类型：发明
国别省市：福建,35