制备球形铼粉的装置和球形铼粉的制备方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种制备球形铼粉的装置和球形铼粉的制备方法，该装置包括：喂料器、送粉枪、射频等离子体发生器、球化处理室、急冷室、第一收集室、固气分离器、第二收集室、真空机组、尾气排放机构；所述喂料器的出料口连接所述送粉枪；所述送粉枪连接所述射频等离子体发生器；所述射频等离子体发生器和所述急冷室分别连接所述球化处理室，所述第一收集室连接所述急冷室；所述固气分离器通过管路连接所述球化处理室；所述第二收集室连接所述固气分离器；所述尾气排放机构通过管路连接所述固气分离器；所述真空机组设置在所述固气分离器和所述尾气排放机构之间的管路上。上述装置能够制备出组分均匀、缺陷少、流动性好、球形度好的球形铼粉。

【技术实现步骤摘要】
制备球形铼粉的装置和球形铼粉的制备方法
本专利技术涉及粉末冶金
，尤其涉及一种制备球形铼粉的装置和球形铼粉的制备方法。
技术介绍
铼(元素符号为Re)是一种银白色的重金属，铼的熔点高达3180℃，其弹性模量是难熔金属中最大的，即使在非常高的温度下，铼也不形成碳化物，另外，不论在室温下还是高温下，铼都具有很高的拉伸强度，它还具有优异的塑性、蠕变性和低周疲劳性能，广泛应用在国防、航空航天、核能以及电子工业等领域。加铼的合金对于改善合金的性能具有显著作用，其中，在镍基单晶高温合金中加入铼，可以显著提高它的抗蠕变性能、疲劳性能及抗氧化性能。钼铼合金可用于制造温度高达2000℃以上的加热器、反射器和空间站部件等，钼铼合金还可用于制造火箭发动机的喷嘴、国际热核实验装置中的转换器的散热片、控热核装置中的转换元件和其他高科技领域的国防尖端产品。钼铼合金具有良好的导电性、耐磨性和抗电弧烧蚀性，在各种气体中不但具有高热稳定性和热离子特性、高电子逸出、高电阻的特性，并且在热处理后仍保持着较好的塑性、较高的再结晶温度、良好的热电性能和抗机械冲击性能，因此，在电子学领域应用前景十分广阔。钨铼合金主要用于电热丝和测温仪器。钨铼合金丝构成的热电偶，测温范围广(0-2500℃)，温度与热电动势的线性关系好，同时具有较高的蠕变极限和持久强度，价格比铂、铑热电偶便宜。然而，在金属注射成形、增材制造(3D打印)、热(冷)等静压以及等离子体喷涂过程中，都需要组分均匀、缺陷少、流动性好、球形度好的铼粉或铼合金粉。目前，球形铼粉的制备主要采用旋转电极法，旋转电极法以金属或合金制成自耗电极，其端面受电弧加热而熔融为液体，通过电极高速旋转的离心力将液体抛出并粉碎为细小液滴，然后冷凝为粉末。该旋转电极法采用直径为50mm左右的铼棒以15000-20000r/min旋转，所制备的铼粉的粒度分布范围比较宽(50-500μm)，并且获得精细球形铼粉较少，尤其-325目的球形铼粉更为甚少。球形铼粉的另外一种制备方法是直流非转弧等离子体喷雾法，该方法使用的是直流非转弧等离子体喷雾设备，该等离子体喷雾设备由三个与垂直方向呈20-40度角的喷嘴组成。三个喷嘴对着同一个顶点，形成一个高温等离子体区域，再将直径为1-3mm的铼丝送至高温区，铼丝在此区域熔化、破碎，随后冷却凝固至球形铼粉，该方法尽管可以获得比例较大的精细球形铼粉，但具有产能太低，并且耗费大量氩气等缺点。射频等离子体具有高温、高焓、高活性和温度梯度大的特性，用射频等离子体做热源在纳米粉末材料的制备与微米亚微米粉末材料的球化处理等方面，具有较大的技术优势。射频等离子体技术和设备由于其不带入任何杂质、运行持续稳定、材料处理产能高和设备造价适中，使之较旋转电极法和直流非转弧等离子体热源更具优势。但是，铼容易氧化成多种铼的氧化物，因此，研究如何与射频等离子体技术结合制备出高质量的球形铼粉具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术提供了解决上述问题的一种制备球形铼粉的装置和球形铼粉的制备方法，采用上述装置和制备方法能够制备出高质量的球形铼粉。本专利技术采用以下技术方案实现：一种制备球形铼粉的装置，包括：喂料器、送粉枪、射频等离子体发生器、球化处理室、急冷室、第一收集室、固气分离器、第二收集室、真空机组、尾气排放机构；所述喂料器的出料口连接所述送粉枪以将由惰性气体携带的金属铼原粉送入所述送粉枪；所述送粉枪连接所述射频等离子体发生器，所述送粉枪送出的金属铼原粉在所述射频等离子体发生器内经加热形成金属铼液滴；所述射频等离子体发生器和所述急冷室分别连接所述球化处理室，所述金属铼液滴经所述球化处理室进入所述急冷室并形成球形铼粉；所述第一收集室连接所述急冷室以接收球形铼粉；所述固气分离器通过管路连接所述球化处理室以接收部分球形铼粉并分离球形铼粉；所述第二收集室连接所述固气分离器以接收经所述固气分离器分离的球形铼粉；所述尾气排放机构通过管路连接所述固气分离器以排出尾气；所述真空机组设置在所述固气分离器和所述尾气排放机构之间的管路上，所述真空机组用于先将所述制备球形铼粉的装置的真空度抽至小于或等于1.0×10-4Pa，然后向所述制备球形铼粉的装置中充入惰性气体，接着对制备球形铼粉的装置抽真空并将真空度维持在(1.0×104±200)Pa范围内。优选地，所述喂料器包括送粉盘和振动机构，所述振动机构连接所述送粉盘以带动所述送粉盘振动，所述送粉盘具有用于容纳金属铼原粉的空腔并设置有进气口和出料口，所述送粉盘的空腔的内壁上设置有沿所述空腔的内周壁螺旋上升的螺旋线，所述送粉盘的进气口用于供惰性气体进入所述送粉盘内，在所述振动机构的振动作用下，金属铼原粉沿所述送粉盘的螺旋线自下而上向上输送并由惰性气体携带输送的金属铼原粉从所述送粉盘的出料口送出。优选地，所述送粉枪包括枪体和第一冷却回路，所述枪体用于将由惰性气体携带的金属铼原粉送入所述射频等离子体发生器，所述第一冷却回路设置在所述枪体外以对所述枪体进行冷却。优选地，所述送粉枪的枪口的一端垂直从所述射频等离子体发生器的轴心顶端插入所述射频等离子体发生器的高频感应线圈中，以使金属铼原粉沿所述射频等离子体发生器的轴线喷出。优选地，所述送粉枪的枪口距离所述射频等离子体发生器形成的射频等离子体的下端的距离为15-45mm。优选地，所述射频等离子体发生器的朝向球化处理室的下端喷口为外扩的发散喷口，所述射频等离子体发生器的下端喷口的外周设置有第二冷却回路以对所述射频等离子体发生器的下端喷口进行冷却。优选地，还包括手套箱，所述手套箱上设置有连接管，所述第一收集室容置在所述手套箱内，所述第一收集室的进料口可拆卸地连接所述连接管的出料口，所述急冷室的出料口设置有第一阀，所述连接管的进料口设置有第二阀，所述急冷室的出料口和所述第一收集室的进料口通过所述第一阀、第二阀和连接管连接，所述第一阀打开所述急冷室的出料口时，所述第二阀同时打开所述连接管的进料口以使所述急冷室的出料口和所述第一收集室的进料口连通；所述第一阀关闭所述急冷室的出料口时，所述第二阀同时关闭所述连接管的进料口以使所述急冷室的出料口和所述第一收集室的进料口不连通。优选地，所述手套箱上设置有顶紧机构，所述顶紧机构具有可升降的顶紧面，所述顶紧机构的顶紧面用于顶紧所述第一收集室以使所述连接管的出料口与所述第一收集室的进料口紧密接合。优选地，所述固气分离器包括本体、滤芯和反吹气管，所述本体上设置有用于连接管路以连通所述球化处理室的管口，所述第二收集室连接所述固气分离器的本体以接收球形铼粉，所述滤芯设置在邻近所述管口的所述本体内以对送入所述本体的球形铼粉进行过滤，所述反吹气管用于吹落附在所述滤芯上的球形铼粉。优选地，所述反吹气管的吹气口连通所述滤芯的内腔，所述滤芯上设置有多个连通所述滤芯内外的微孔，所述反吹气管用于将反吹气体吹入所述滤芯的内腔并通过所述滤芯的微孔将所述滤芯上的球形铼粉吹落。一种球形铼粉的制备方法，包括以下步骤：步骤S1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备球形铼粉的装置，其特征在于，包括：喂料器、送粉枪、射频等离子体发生器、球化处理室、急冷室、第一收集室、固气分离器、第二收集室、真空机组、尾气排放机构；/n所述喂料器的出料口连接所述送粉枪以将由惰性气体携带的金属铼原粉送入所述送粉枪；所述送粉枪连接所述射频等离子体发生器，所述送粉枪送出的金属铼原粉在所述射频等离子体发生器内经加热形成金属铼液滴；所述射频等离子体发生器和所述急冷室分别连接所述球化处理室，所述金属铼液滴经所述球化处理室进入所述急冷室并形成球形铼粉；所述第一收集室连接所述急冷室以接收球形铼粉；所述固气分离器通过管路连接所述球化处理室以接收部分球形铼粉并分离球形铼粉；所述第二收集室连接所述固气分离器以接收经所述固气分离器分离的球形铼粉；所述尾气排放机构通过管路连接所述固气分离器以排出尾气；/n所述真空机组设置在所述固气分离器和所述尾气排放机构之间的管路上，所述真空机组用于先将所述制备球形铼粉的装置的真空度抽至小于或等于1.0×10

【技术特征摘要】
1.一种制备球形铼粉的装置，其特征在于，包括：喂料器、送粉枪、射频等离子体发生器、球化处理室、急冷室、第一收集室、固气分离器、第二收集室、真空机组、尾气排放机构；
所述喂料器的出料口连接所述送粉枪以将由惰性气体携带的金属铼原粉送入所述送粉枪；所述送粉枪连接所述射频等离子体发生器，所述送粉枪送出的金属铼原粉在所述射频等离子体发生器内经加热形成金属铼液滴；所述射频等离子体发生器和所述急冷室分别连接所述球化处理室，所述金属铼液滴经所述球化处理室进入所述急冷室并形成球形铼粉；所述第一收集室连接所述急冷室以接收球形铼粉；所述固气分离器通过管路连接所述球化处理室以接收部分球形铼粉并分离球形铼粉；所述第二收集室连接所述固气分离器以接收经所述固气分离器分离的球形铼粉；所述尾气排放机构通过管路连接所述固气分离器以排出尾气；
所述真空机组设置在所述固气分离器和所述尾气排放机构之间的管路上，所述真空机组用于先将所述制备球形铼粉的装置的真空度抽至小于或等于1.0×10-4Pa，然后向所述制备球形铼粉的装置中充入惰性气体，接着对制备球形铼粉的装置抽真空并将真空度维持在(1.0×104±200)Pa范围内。


2.根据权利要求1所述制备球形铼粉的装置，其特征在于，所述喂料器包括送粉盘和振动机构，所述振动机构连接所述送粉盘以带动所述送粉盘振动，所述送粉盘具有用于容纳金属铼原粉的空腔并设置有进气口和出料口，所述送粉盘的空腔的内壁上设置有沿所述空腔的内周壁螺旋上升的螺旋线，所述送粉盘的进气口用于供惰性气体进入所述送粉盘内，在所述振动机构的振动作用下，金属铼原粉沿所述送粉盘的螺旋线自下而上向上输送并由惰性气体携带输送的金属铼原粉从所述送粉盘的出料口送出。


3.根据权利要求1所述制备球形铼粉的装置，其特征在于，所述送粉枪包括枪体和第一冷却回路，所述枪体用于将由惰性气体携带的金属铼原粉送入所述射频等离子体发生器，所述第一冷却回路设置在所述枪体外以对所述枪体进行冷却。


4.根据权利要求1所述制备球形铼粉的装置，其特征在于，所述送粉枪的枪口的一端垂直从所述射频等离子体发生器的轴心顶端插入所述射频等离子体发生器的高频感应线圈中，以使金属铼原粉沿所述射频等离子体发生器的轴线喷出。


5.根据权利要求1所述制备球形铼粉的装置，其特征在于，所述送粉枪的枪口距离所述射频等离子体发生器形成的射频等离子体的下端的距离为15-45mm。


6.根据权利要求1所述制备球形铼粉的装置，其特征在于，所述射频等离子体发生器的朝向球化处理室的下端喷口为外扩的发散喷口，所述射频等离子体发生器的下端喷口的外周设置有第二冷却回路以对所述射频等离子体发生器的下端喷口进行冷却。


7.根据权利要求1所述制备球形铼粉的装置，其特征在于，还包括手套箱，所述手套箱上设置有连接管，所述第一收集室容置在...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶高英，古忠涛，谢玉明，
申请(专利权)人：苏州英纳特纳米科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32