[发明专利]一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法

说明书

本发明提供一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法。装置包括壳体、设置于壳体内的坩埚和粉末收集区，其特征在于，设置在粉末收集区的转盘为镶嵌式结构，选择导热性较差的材料转盘的基体部分，选择与液滴的润湿角小于90°的金属材料，镶嵌进主体部分作为转盘的雾化平面，转盘内设有通气孔。本发明还公开了制备方法，结合脉冲微孔喷射法和离心雾化法，配合转盘结构并对转盘表面感应加热，从而使金属液突破了传统熔融金属的分裂模式，实现了只有当雾化介质为水溶液或有机溶液时才能实现的纤维状分裂方式，在超微细化方面取得飞跃进步，制得圆球度高、有良好流动性和铺展性、无卫星滴的符合使用要求的低熔点超微细金属球形粉末。

技术领域

本发明属于超细球形微粒子制备技术领域，具体而言，尤其涉及一种利用逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法。

背景技术

随着技术的变革，球形金属粉末在3D打印快速成型、半导体集成电路等方面都有着很大的需求量，且质量要求也在不断提高。3D打印用金属粉末要求圆球度高，粒径均一，无卫星滴，具有良好的铺展性和均匀的流动性。

目前，国内外生产金属球形粉末的方法有雾化法，包括气雾化法、水雾化法、离心雾化法等。但是上述雾化法制备粉末的分散度较宽，必须通过多次筛分才能得到满足使用要求粒径的粒子，而且圆球度差，粉末上存在大量的卫星滴，无法满足使用要求，并且生产效率低。

国内所用粉末大部分都依赖进口，远远无法满足使用的要求。因此，探索一种制备效率高、粉末质量高的超微细球形金属粉末的制备装置及方法意义重大。

发明内容

根据上述提出现有金属粉末制备过程中存在的流动性及铺展性差、成品率低、效率低等技术问题，而提供一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置及方法。本发明主要结合脉冲微孔喷射法和离心雾化法两种方法，同时对转盘进行结构设计，且对转盘表面进行感应加热，从而使金属液突破了传统熔融金属的分裂模式，实现了只有当雾化介质为水溶液或有机溶液时才能实现的纤维状分裂方式，与现有的离心雾化技术相比较，这种线状分裂模式下雾化得到的粉末在超微细化方面可取得飞跃进步，同时通过这种模式可以制备得到圆球度高、有良好流动性和铺展性、无卫星滴的符合使用要求的低熔点超微细金属球形粉末。

本发明采用的技术手段如下：

一种逐液滴雾化法制备超细低熔点球形金属粉末的装置，其特征在于，包括：壳体、设置于所述壳体内的坩埚和粉末收集区，其中，所述粉末收集区置于所述壳体内的底部，所述坩埚置于所述粉末收集区上部；

所述坩埚是以中心线为轴的、内外嵌套圆环式结构，所述坩埚的内容纳腔的底部与所述坩埚的外容纳腔的底部设有相贯通的中心孔，所述内容纳腔的底部与所述外容纳腔的底部之间设有用于熔融金属流通的空间；所述坩埚的内容纳腔设有与设置在所述壳体外部的压电陶瓷相连的传动杆，所述传动杆下端设有压片，所述压片正对所述内容纳腔的中心孔上方；

所述壳体上设有伸入于所述坩埚内的坩埚进气管，所述壳体上还设有与所述坩埚相连通的机械泵、扩散泵，所述壳体上还设有腔体进气管和腔体放气阀；

所述粉末收集区包括设置在所述壳体底部的收集盘和设置于所述收集盘上方的与电机相连的用于雾化金属粉末颗粒的转盘；

其特征在于：

所述转盘包括基体，所述基体由上部的承接部和下部的支撑部构成的纵截面呈类“T型”的主体结构，所述承接部上表面设有与其圆心同轴的具有一定半径的圆形凹槽；其中，所述基体采用导热性小于20W/m/k的材料制成；

雾化平面，为圆盘结构，所述圆盘与所述圆形凹槽相匹配且与所述圆形凹槽过盈配合，所述雾化平面采用与雾化液滴润湿角小于90°的材料制成；

通气孔，贯通设置在所述承接部及所述支撑部内，所述通气孔的上端面与所述雾化平面的下端面接触，所述通气孔的下端与外界连通；