[发明专利]用于制备烧结金属-石墨复合材料的通用悬浮造粒方法

权利要求书

1.一种用于制备烧结金属-石墨复合材料的通用悬浮造粒方法，其特征在于，包含步骤：

S1将石墨颗粒悬浮于一个具有流化腔室的气流中；

S21向该流化腔室中引入粘结剂溶液；

S22向该流化腔室中引入金属粉末；

步骤S22与步骤S21同时进行；

S3经过一预设的流化时间使石墨颗粒通过粘结剂与金属粉末粘连以形成芯粒；

其中，通过调节该流化腔室内的流化气压以及流化时间来使每个石墨颗粒上粘附一定厚度的金属层从而获得预定临界尺寸V_临界的芯粒；此时，超过该临界尺寸的芯粒因流化气流难以支撑其重力而下落并收集于所述流化腔室底部的物料仓中。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述石墨为鳞片石墨、人造石墨、膨胀石墨和胶体石墨中的一种或几种，所述石墨总质量为300～1200g，所述石墨的颗粒尺寸为150-550μm。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1是在流化床造粒设备中进行，所述流化床造粒设备为Midi Glatt型流化床，该流化床造粒设备具有材料加工区、和位于加工区正下方的可旋转布风板，以及复合粉末循环流动的装置；所述复合粉末循环流动的装置用于将气态流体输送并通过所述加工区，以使气态流体中的复合粉末循环流动；所述材料加工区的容积为2.3～6.7L。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S1中，所述气流是流化气，所述流化气为经过过滤、除湿的干燥空气，所述气流温度为15～25℃，所述气流气压为0.12-0.48Bar。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S21中，所述粘结剂溶液的溶质为聚乙烯醇或聚乙二醇，所述粘结剂溶液的溶剂为有机溶剂，所述有机溶剂为乙醇或三氯乙烯；引入方式为顶喷工艺，喷液速率为0.5～6g/min。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S22中，所述金属粉末是密度为2.7～9.0g/cm³的单一种金属粉末，或是由两种以上金属粉末组成的混合物。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤S22中，所述金属粉末为铜及其合金、铁及其合金、铝、铬、镍、钴、锡所组成的集合中的一种或数种；所述金属粉末颗粒尺寸为1～150μm；引入方式为切线喷工艺，流量为50-200g/min。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤S22中，所述金属粉末占金属粉末、粘结剂和石墨总重量的百分比大于等于70％且小于等于92％；所述粘结剂占金属粉末、粘结剂和石墨总重量的重量百分比小于等于6％。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的预定临界尺寸V_临界为所述石墨颗粒直径的最大值，但小于等于4倍的所述石墨颗粒的平均直径。

10.一种用于制备烧结金属-石墨复合材料的通用悬浮造粒方法，运用流化床进行造粒，所述流化床包括一个流化腔室，其特征在于，包含步骤：

S1从流化床顶部引入金属粉末，并经均匀分布后在重力作用下进入一个具有流化腔室的流化气流中，在流化气流的作用下，金属粉末在高度方向上处于悬浮状态，即不下降或缓速下降状态；

S2向该流化腔室中引入粘结剂，所述粘结剂从所述流化腔室的周围径向向中心喷洒到悬浮的金属粉末上；

S3将石墨粉末从所述流化腔室底部以切线方向引入，在流化气流的作用下，旋转上浮并分散地进入该流化腔室，与该悬浮的金属粉末相碰撞粘结在一起；

经过一预设的流化时间使石墨颗粒通过粘结剂与金属粉末粘连以形成芯粒；

其中，通过调节该流化腔室内的流化气压以及流化时间来使每个石墨颗粒上粘附一定厚度的金属层从而获得预定临界尺寸V_临界的芯粒；此时，超过该临界尺寸的芯粒则因流化气流难以支撑其重力，使其下落并收集于床体底部的物料仓。