感应等离子体球化热喷涂粉体材料研究进展

发布时间：2024-04-07 21:52

　　介绍了传统非等离子体法制备球形粉体方法——雾化法和喷雾造粒法,分析了其在热喷涂球形粉体制备过程中存在的优势和局限性。综述了等离子球化技术在热喷涂粉体材料领域中的应用现状,并深入讨论了感应等离子体球化过程中不同的工艺条件对粉体球化率和形貌的影响:原料粉体状态决定了球化后粉体的平均粒径,降低粉体原始粒径可以提高熔融程度,粒径分布较窄的原始粉体有利于得到高球形度粉体;适当增大输入功率和工作气体流量,可降低细小颗粒的粘附现象;工作气体的种类会影响等离子焰炬的热焓值;送粉速率需要结合粉体性质择优选取。这些关键影响因素对热喷涂粉体性能的调控机制,以及深入认识等离子体作用条件下的热喷涂粉体球化机理,提供了有力的理论支撑。总结和展望了感应等离子球化技术在热喷涂陶瓷粉体材料制备中存在的问题和发展方向,感应等离子体球化技术作为制备高纯度、无污染热喷涂球形粉体材料的一种新技术,具有广阔的应用前景。

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【部分图文】：

图1旋转电极雾化法示意图及相应的Ti-6Al-4V粉体形貌和粒径分布

惰性气体雾化法的工业应用源于1985年美国CrucibleResearchCenter利用Ar气和水冷铜坩埚成功制备钛合金粉末，随后德国与日本在20世纪90年代发表相关专利，实现了部分合金粉末的规模化生产[25]。此方法是利用惰性气体将熔融的原料通过喷雾装置进行雾化制备粉体[....

图2喷雾干燥流程示意图及相应YAG粉体形貌和粒径分布

喷雾造粒法最早在1865年得到初步应用，20世纪初在欧洲得到推广。随着研究的深入，喷雾造粒法在制备球形粉体领域得到了有效应用[33]。该方法的基本思路是通过机械作用，将混合均匀的浆料利用喷雾装置喷射到热空气中，经快速干燥后，即可得到球状粉体。如图2所示，喷雾造粒不仅可以保证原有粉....

图3感应等离子球化后的ZrB2-SiC粉体形貌

Sun等[48-49]着重研究了ZrB2-SiC陶瓷复合粉体材料的球化工艺，利用感应等离子球化技术，实现了ZrB2-SiC球形粉体中裂纹、孔隙等微观缺陷的有效消除，使粉体材料性能得到提升。如图3所示，绝大多数粉体经过功率为30kW的感应等离子焰炬时，能够充分熔融。此阶段，ZrB....

图4不同输入功率下Al2O3粉体形貌及相应焰炬的温度分布

感应等离子体焰炬的温度主要由输入功率决定，而与之相匹配的工作气体种类和流量同样会对焰炬温度产生影响。另一方面，等离子体焰炬位置也会影响温度作用区域，这些因素的综合协同效应将会对球化效果起到重要影响。Chen等[54]着重研究了输入功率对Al2O3粉体材料的球化影响，不同输入功率条....

本文编号：3948025