一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，所述系统包括：制粉腔室、位于所述制粉腔室一端的旋转电极、位于所述制粉腔室另一端的等离子体炬、位于所述制粉腔室底部的粉体收集罐，所述制粉腔室和所述粉体收集罐通过粉体输运管道相连，所述旋转电极和等离子体炬同轴设置并且两者的工作面均位于所述制粉腔室内；还包括物理气相沉积装置，所述物理气相沉积装置包括靶材及所述靶材表面形成粒子沉积的装置，所述物理气相沉积装置设置在所述制粉腔室的外壁并与所述制粉腔室密封连接，所述靶材的沉积粒子发射或形成面位于所述制粉腔室内。本实用新型专利技术通过物理气相沉积与等离子体炬旋转电极制粉相结合，实现对粉体材料的表面改性。

A kind of metal pulverizing system with rotating electrode for powder surface functionalization

【技术实现步骤摘要】
一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统
本技术涉及粉体冶金领域，具体涉及一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统。
技术介绍
粉体材料是最基础、最多的一类材料，粉体材料在形成应用制品时，除了应用于磨料之外的极少数应用，多数是通过形成立体制品来获得实际应用的。粉体材料在形成立体制品时，一般都会添加一些其它材料来满足成型、结构和最终性能需求，此时，需要将添加的粉体材料与基础材料充分混合，才能够保证最终制品的性能需求。比如，超硬材料制品，在WC粉体形成超硬材料制品时，一般是通过添加Co作为粘接相来实现成型的。不同粉体混合过程中，会存在诸多问题，首先也是最关键的是混合均匀性差的问题，其次是混合材料的粒度特征是否具有最有效果的问题，混合过程中本身的噪音、粉尘漂浮等会造成严重的环境污染问题。
技术实现思路
本技术的目的是提供一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，解决现有技术粉体混合过程中存在的均匀性差与环境污染的问题。为解决上述问题，本技术提供了一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，所述系统包括：制粉腔室、位于所述制粉腔室一端的旋转电极、位于所述制粉腔室另一端的等离子体炬、位于所述制粉腔室底部的粉体收集罐，所述制粉腔室和所述粉体收集罐通过粉体输运管道相连，所述旋转电极和等离子体炬同轴设置并且两者的工作面均位于所述制粉腔室内；还包括物理气相沉积装置，所述物理气相沉积装置包括靶材及所述靶材表面形成粒子沉积的装置，所述物理气相沉积装置设置在所述制粉腔室的外壁并与所述制粉腔室密封连接，所述靶材的沉积粒子发射或形成面位于所述制粉腔室内。优选地，所述靶材表面形成粒子沉积的装置为蒸发镀、溅射镀或离子镀装置。优选地，所述靶材设置在安装有所述旋转电极的所述制粉腔室端面的器壁和/或安装有所述等离子体炬的所述制粉腔室端面的器壁。优选地，所述靶材设置在所述制粉腔室端面的中心点到所述制粉腔室的侧壁之间。优选地，所述靶材设置在所述制粉腔室端面的中心点到所述制粉腔室侧壁之间的中间位置。优选地，所述靶材为矩形或圆弧形。优选地，所述靶材为完全围绕所述制粉腔室端面的中心点的1个圆弧形的靶材、2个半圆弧靶材或4个矩形靶材。优选地，所述靶材为固态金属、氧化物、氮化物或碳化物。本技术相比于现有技术的有益效果在于：本技术通过物理气相沉积与等离子体炬旋转电极制粉相结合，在旋转电极制备粉体的装置基础上增加物理气相沉积装置，使旋转电极甩出的粉体颗粒经过物理气相沉积区域，物理气相沉积产生的金属或其它材质的蒸汽附着在粉体颗粒表面，实现对粉体材料的表面改性，实现了结合力紧密的复合粉体结构的制备。本技术实现了多种粉体的均匀混合，减少了传统混合粉体工艺的工作量、环保风险和混合均匀性差产生的性能缺陷，以及几何级数的提高了不同粉体之间的结合力。本技术对未来材料的发展，尤其是功能复合粉体材料的制备与应用，提供了新的途径。附图说明图1是根据本技术的粉体表面功能化的旋转电极金属制粉系统的结构示意图；图2是根据本技术的物理气相沉积的结构示意图。附图标号：1.制粉腔室；2.旋转电极；3.等离子体炬；4.物理气相沉积装置；5.粉体输运管道；6.粉体收集罐；7.靶材；8.屏蔽罩；9.电源。具体实施方式以下结合附图，对本技术上述的和此外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术的部分实施例，而不是全部实施例。本技术的粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统如图1所示，所述系统包括：制粉腔室1、位于制粉腔室1一端的旋转电极2、位于制粉腔室1另一端的等离子体炬3、位于制粉腔室1底部的粉体收集罐6，制粉腔室1和粉体收集罐6通过粉体输运管道5相连，旋转电极2和等离子体炬3同轴设置并且两者的工作面均位于制粉腔室1内。还包括物理气相沉积装置4，物理气相沉积装置4包括靶材7及靶材表面形成粒子沉积的装置，靶材7安装在靶材表面形成粒子沉积的装置上，靶材7的沉积粒子发射或形成面位于制粉腔室1内。物理气相沉积装置4设置在制粉腔室1的外壁并与制粉腔室1密封连接。以磁控溅射装置为例，如图2所示，物理气相沉积装置4包括靶材7、屏蔽罩8、磁场(图中未示出)和电源9，靶材7与电源9相连，屏蔽罩8设置在靶材7的外围，靶材7的沉积粒子发射或形成面位于制粉腔室1内。通过采用满足较高环境气体压强的结构形式，可以满足工作压强高、工艺气体只有惰性气体、粉体会对靶材产生污染或伤害这种制粉环境下的特别条件。需要注意的是，实现本技术技术方案的物理气相沉积装置4并不局限于上述物理气相沉积装置的结构，上述物理气相沉积装置的结构只是最优实现方式，而任何能够实现物理气相沉积的蒸发镀、溅射镀、离子镀装置或其它物理气相沉积装置也都可以作为本技术的物理气相沉积装置使用。电阻蒸发、电子束蒸发、感应加热蒸发等热蒸发物理气相沉积方法，磁控溅射、离子束溅射、高能粒子溅射等基于溅射的物理气相沉积技术，多弧离子镀、空心阴极离子镀、射频放电离子镀等各类离子镀型物理气相沉积技术，以及其它任意方式的物理气相沉积技术，均可以作为本技术所采用的物理气相沉积技术。靶材7设置在安装有旋转电极2的制粉腔室1端面的器壁，也可以设置在安装有等离子体炬3的制粉腔室1端面的器壁或者在制粉腔室1两端的器壁均有安装，靶材7与旋转电极2和/或等离子体炬4安装位置偏离一定距离，使靶材7与旋转电极2和/或等离子体炬4不能直接接触。靶材7安装在制粉腔室1端面的中心点到制粉腔室1的侧壁之间，优选在制粉腔室1端面的中心点到制粉腔室1的侧壁之间的中间位置。靶材7的结构可以是矩形、圆弧形或其它任意形状。靶材7的数量，以满足物理气相沉积产生的改性原材料蒸汽均匀覆盖从旋转电极2甩出来的粉体颗粒空间为原则，可以是完全围绕制粉腔室1端面中心点的1个圆弧形的靶材，也可以是2个半圆弧靶材或者4个矩形靶材等，或者更多。铝、铜、金、银、铁等所有固态金属，氧化物、氮化物、碳化物或其它化合、混合材料，当蒸发或这溅射或者其它形式靶材实现固态靶材原子或离子、粒子化喷射的过程中，靶材不会分解、或者即使产生改变但产生的新组分不会影响制粉腔室1中的旋转电极2制粉所得粉体的性质时，所有这些材料均可以作为靶材的固态靶材原材料。实施例一：参考图1和图2，以制备包覆表面改性层材料Cr的45#碳钢粉体为例。粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统包括：制粉腔室1、位于制粉腔室1一端的旋转电极2、位于制粉腔室1另一端的等离子体炬3、位于制粉腔室1底部的粉体收集罐6，制粉腔室1和粉体收集罐6通过粉体输运管道5相连。输运管道长度为2000mm，输运管道5的上部位于制粉腔室1的底部，输运管道5的下部与粉体收集罐5相通。还包括物理气相沉积装置4，物理气相沉积装置4设置在制粉腔室1的外壁并与制粉腔室1密封连接。物理气相沉积装置4包括靶材7及靶材表面形成粒子沉积的装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，所述系统包括：制粉腔室、位于所述制粉腔室一端的旋转电极、位于所述制粉腔室另一端的等离子体炬、位于所述制粉腔室底部的粉体收集罐，所述制粉腔室和所述粉体收集罐通过粉体输运管道相连，所述旋转电极和等离子体炬同轴设置并且两者的工作面均位于所述制粉腔室内，其特征在于，还包括物理气相沉积装置，所述物理气相沉积装置包括靶材及所述靶材表面形成粒子沉积的装置，所述物理气相沉积装置设置在所述制粉腔室的外壁并与所述制粉腔室密封连接，所述靶材的沉积粒子发射或形成面位于所述制粉腔室内。/n

【技术特征摘要】
1.一种粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，所述系统包括：制粉腔室、位于所述制粉腔室一端的旋转电极、位于所述制粉腔室另一端的等离子体炬、位于所述制粉腔室底部的粉体收集罐，所述制粉腔室和所述粉体收集罐通过粉体输运管道相连，所述旋转电极和等离子体炬同轴设置并且两者的工作面均位于所述制粉腔室内，其特征在于，还包括物理气相沉积装置，所述物理气相沉积装置包括靶材及所述靶材表面形成粒子沉积的装置，所述物理气相沉积装置设置在所述制粉腔室的外壁并与所述制粉腔室密封连接，所述靶材的沉积粒子发射或形成面位于所述制粉腔室内。


2.根据权利要求1所述的粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，其特征在于，所述靶材表面形成粒子沉积的装置为蒸发镀、溅射镀或离子镀装置。


3.根据权利要求1所述的粉体表面功能化的旋转电极金属制粉的系统，其特征在于，所述靶材设置在安装有所述旋转电极的所述制粉腔室端面的器壁和/或安装有所述等离子体...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨武保，
申请(专利权)人：安世亚太科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11