纳米Al_2O_3陶瓷粉料喷雾干燥制粒

利用喷雾干燥技术对纳米Al_2O_3粉体进行造粒,研究了浆料固含量、粘结剂含量及分散剂含量对喷雾干燥粉体颗粒形貌、结构、松装密度和流动性的影响。结果表明:当料浆固相含量为50%,分散剂和粘结剂分别为固相质量的0.04%和1.0%时,浆料具有合适的粘度和最佳的分散稳定性,喷雾造粒得到的粉体为球形,表面光滑致密,具有较高的松装密度和流动性,能满足各种压制成型的需要。     

原料钼粉粒度对喷雾造粒钼粉性能的影响

以不同粒度的钼粉为原料制备喷雾造粒粉末。研究了原料钼粉粒度对喷雾造粒浆料的进料速度及造粒钼粉组织形貌和松装密度、流动性的影响规律。结果表明,浆料进料速度随着原料钼粉粒度的增大而增大;喷雾造粒钼粉的松装密度与流动性随着原料钼粉粒度的增大而提高,但颗粒球形度逐渐变差。在本实验条件下,原料钼粉粒度为3.5μm时,喷雾造粒效果较好,颗粒形貌近球形,具有良好的松装密度和流动性。     

等离子喷涂用ZrO_2-MoSi_2复合粉末的制备及其影响因素

选用纳米Zr O2粉末作为Mo Si2基复合材料室温增韧和高温弥散强化的第二添加相,利用喷雾造粒方法制备了用于等离子喷涂的Zr O2-Mo Si2复合粉末。采用标准漏斗法测量了复合粉末的松装密度,通过RISE-2008激光粒度分析仪测试了复合粉末的粒度及其分布,借用扫描电镜(SEM)观察了复合粉末的表面形貌与结构,结合试验测定结果及理论计算结果分别研究了起始粉末的球磨时间、料浆中固含量、粘结剂含量及分散剂含量、喷雾干燥条件对粉末造粒的影响规律。结果表明:当球磨时间为12 h时,粉末的粒度分布于1~2μm之间;当料浆成分中固含量为70%,粘结剂含量为10%,分散剂含量为1%时,料浆具有良好的流动性及稳定性;喷雾干燥过程中,进风温度为200℃,出风温度为120℃,蠕动泵速率为2 ml·min-1,进气气压为0.2 MPa时,所制备的团聚型复合粉末成球度较高,表面致密且分散,颗粒之间无粘结现象,颗粒粒径的平均值为42μm,松装密度为2.17 g·cm-3,经1200℃真空烧结热处理后的团聚型复合粉末具有较高的流动性。     

浅谈高性能锆酸钆粉末的制备

为制备适用于等离子喷涂及陶瓷压制的锆酸钆粉体,本工作以纳米锆酸钆为主要原料,采用喷雾造粒法,制备出了D_(50)=20μm,松装密度为1.82g/cm~3的均匀球状锆酸钆粉体。研究了锆酸钆料浆组成以及粉末煅烧对造粒粉末性能的影响,结果表明当有机粘接剂PVA含量为3%,固含量为50%时,粉末流动性好,颗粒均匀,缺陷较少。     

一种精密异型件自动冲压成型用钼粉造粒工艺研究

钼粉经喷雾造粒可以增加粒度,提高松装密度,改善流动性。通过对撒料盘转速、料浆固液比、粘结剂含量的调整及球磨处理等可以改善造粒效果。     

铁粉和石墨粒径对Fe-C系预混合粉性能的影响

以不同粒度分布的还原铁粉及石墨为原料,采用粘结剂处理工艺制备Fe-C系预混合粉。研究了铁粉粒度分布、石墨粒径对预混合粉石墨粘结效率、松装密度、流动性以及烧结件密度、抗弯强度、硬度等性能的影响。结果表明,粒度分布均匀的铁粉有利于提高预混合粉的松装密度、流动性和压坯性能,石墨粒度为-2 000目的预混合粉中,石墨分布更加均匀,石墨的粘结效率为98.3%,其工艺性能和烧结性能更好。     

温压用铁粉松装密度的优化粒级匹配试验研究

为提高温压用铁粉的流动性和松装密度，对典型粉末的粒度分布、流动性和松装密度进行了试验研究。结果表明，随温度的升高单一粒径粉体的流动性和松装密度均变差，而多粒级匹配粉末在120℃内基本保持不变，且粉体粒度分布对粉末的流动性和松装密度影响较大。通过正交试验优化了粉末的粒级匹配，获得了高松装密度的H1粉末，其流动性与国外粉W1相当，而松装密度比国外粉W1和国内粉N1分别提高了5．03％和8．99％。     

基于大气等离子喷涂的镍铬基粉末制备及其涂层组织结构

以高能球磨后的镍基合金、银、氟化物共晶复合粉末为原料,采用喷雾干燥和烧结技术制备了粒径为20～110μm的热喷涂喂料,利用等离子喷涂技术制备了镍基复合涂层。分析了喂料粒子物理性能及涂层的微观组织结构。结果表明:造粒后的粉末球形度较好,流动性大为提高。造粒烧结处理过程中,随着温度增加,粉末的流动性和松装密度均提高。经800℃热处理烧结后形貌圆整光滑,密实,平均粒径为32.92μm,松装密度为1.37g/cm~3,流动性为12.18s/50g,适合用作热喷涂喂料。制备的涂层为典型的层状结构,厚度约为320μm。涂层总体比较致密,局部存在孔洞,涂层孔隙率约3.6%。所含物相为NiCr、Ni_3Al、NiAl、Ag,BaF_2、CaF_2等相,喷涂过程中未见新物相生成。     

凝胶离心成形制备YG10硬质合金管

将凝胶离心成形工艺应用于YG10复合粉末的坯体成形,研究了固含量对YG10复合粉末浆料的流变性的影响,分析了凝胶离心成形过程中引发剂量和压力对聚合速率的影响,并研究了离心转速对坯体和烧结体性能的影响。结果表明:以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料最佳固含量为50%(体积分数),引发剂的加入量为5mmol/L(相对于预混液的体积),凝胶离心成形过程中压力能够加速浆料的固化,采用自行设计的离心成型机,选择最佳转速4 000r/min,制备出的坯体密度高、无残留气孔,相对密度57%,强度28.3MPa。坯体经真空脱胶烧结1 420℃保温1h制备出YG10硬质合金管,烧结体收缩均匀无变形,组织结构完整无偏析。     

凝胶离心成形制备TiC-FeCrMo硬质合金

将凝胶离心成形工艺应用于TiC-FeCrMo硬质合金的坯体成形,研究了固含量对TiC-FeCrMo复合粉末浆料的流变性的影响,分析了凝胶离心成形过程中压力和聚合速率的关系,并研究了离心转速对坯体和烧结体性能的影响。结果证明:HEMA凝胶体系对TiCFeCrMo复合粉末具有很好的分散性,以油酸作分散剂,制备稳定且流动性好的浆料的最佳固含量为55%(体积分数),凝胶离心成形过程中压力能够加速浆料的固化,采用自行设计的离心成形机,选择最佳转速2 000r/min,制备出大尺寸棒状钢结合金坯体,坯体密度高、无残留气孔,强度高达30MPa,密度为4.07g/cm3,坯体经过真空脱胶烧结一体化烧结,1 420℃保温1h制备出钢结硬质合金烧结体,其密度为6.52g/cm3,抗弯强度1 580MPa。     

3D冷打印钨镍铁合金零件的研究

以军标钨粉、镍粉和铁粉为原料,利用3D冷打印技术制备90W-Ni-Fe合金零件。研究了粘结剂含量和固相含量对金属浆料粘度的影响,并对素坯的组织均匀性进行分析;通过TG-DTA曲线对脱脂烧结工艺进行优化,并分析了烧结体的形貌、金相组织和密度。结果表明:粘结剂添加量为4%、固相含量为70%～75%的W-Ni-Fe浆料,最适合3D冷打印;素坯垂直方向组织均匀性较好,金属颗粒较为均匀地填充在PVB构成的三维网状结构中,固相颗粒分布均匀且无明显的沉降现象;打印过程中,素坯厚度非线性增长,宽度不稳定,浆料固化速度仍有待提高。素坯脱脂后在1 440℃下烧结2h,获得密度为16.26g/cm~3的烧结体,致密度高达94.83%。     

球形复合氧化铬团聚粉末及等离子喷涂涂层性能研究

采用喷雾造粒 - 烧结的方法制备了一种球形复合氧化铬团聚粉末, 利用扫描电子显微镜 (SEM)、 霍尔流速 计和粉末颗粒强度仪对粉末性能进行了表征, 研究了团聚造粒过程中料浆不同粘结剂含量对粉末微观组织形貌的 影响以及烧结温度对粉末松装密度、 流动性及颗粒强度的影响。 采用大气等离子喷涂 (APS) 工艺制备了复合氧化 铬涂层, 并对涂层的微观组织、 显微硬度及涂层结合强度等力学性能进行研究。 研究结果表明： 适量的增加料浆 粘结剂含量, 粉末球形度变好, 粘结剂含量过高时, 粉末球形度变差, 当粘结剂含量为 8% 时粉末具有较好的球 形度; 随着烧结温度的升高粉末松装密度先降低后升高, 粉末流动时间先变长后变短, 粉末流动性先变差再变优, 当烧结温度达到 1300 ℃以上时, 粉末不具有流动性; 随着烧结温度的升高粉末颗粒强度逐渐升高; 该粉末经过 大气等离子喷涂沉积形成的复合氧化铬涂层孔隙率为 2.3%、 结合强度均值达到 39.74 MPa, 涂层平均显微硬度为 1197.6 HV0.3。     

不同搅拌叶片对喷雾干燥钼粉的影响

采用两种搅拌叶片制备喷雾造粒钼粉,研究了搅拌叶片和搅拌速度对喷雾造粒浆料均匀性及造粒钼粉组织形貌、松装密度、流动性的影响。结果表明,随着搅拌速度的增大,两种叶片制浆均匀性均提高,喷雾干燥钼粉颗粒球化程度提高、表面粗糙度改善、松装密度增大、流动性增快。在本实验条件下,复合叶片制浆后喷雾造粒效果较好,颗粒形貌近球形,具有良好的松装密度和流动性。     

冷等静压-烧结法制备ITO磁控溅射靶材的工艺研究

采用冷等静压-烧结法制备了ITO磁控溅射靶材。该工艺用化学沉淀法制备ITO复合粉末,通过冷等静压(CIP)进行粉末压制,压坯的相对密度约为60%,将此压坯在1600℃下烧结6h,可得到相对密度>90%的ITO靶材。同时还通过实验考察了粉末粒度、烧结温度、烧结时间对靶材密度的影响,并对ITO靶材的烧结过程和烧结气氛进行了讨论。     

镁基六铝酸镧喷涂粉末制备及其热处理工艺研究

采用固相反应法合成热障涂层用镁基六铝酸镧（LaMgAl₁₁O₁₉）,通过离心喷雾干燥造粒制备LaMgAl₁₁O₁₉粉末,并对粉末进行热处理研究,将未热处理和热处理后的粉末通过等离子喷涂制备LaMgAl₁₁O₁₉涂层并在1100℃高温氧化1 h。通过场发射扫描电子显微镜、霍尔流量计、X射线衍射等方法对LaMgAl₁₁O₁₉粉末的微观形貌、流动性、松装密度、物相和涂层形貌进行了分析。结果表明:离心喷雾干燥造粒工艺获得了粒径均匀、流动性好的LaMgAl₁₁O₁₉球形粉末,但粉末颗粒内部结构疏松不致密;热处理能明显改善LaMgAl₁₁O₁₉球形粉末的流动性和致密度,并能有效的避免涂层分解、改善涂层成分、提高涂层的性能。本试验中的最佳热处理温度为1450℃,与未热处理粉末相比,经过1450℃热处理后粉末的流动性为12.1 s·50 g-1,流动时间缩短了19.9%,松装密度提高了83.4%;制备的涂层孔隙率更低,结构更为致密,有效的降低了喷涂过程中涂层非晶相的形成。     

水基喷雾造粒制备高导热球形氮化铝填料

氮化铝(AlN)因具有优异的导热能力和电绝缘性,是热界面材料中导热填料的理想材料。本文首先对AlN粉末进行表面改性,提高了AlN粉体的抗水解能力,然后采用水基溶剂进行喷雾造粒,在浆料配置过程中对球磨时间、添加剂用量等工艺参数进行了优化,制备了球形度高的AlN生坯,最后经脱脂烧结,制备出具有低氧含量、高球形度及高导热性的AlN填料。研究表明,磷酸改性后的AlN粉体在16 h球磨过程中可保持良好的抗水解能力。粘结剂含量(质量分数)对喷雾造粒后的生坯形状有明显影响,采用2%PVB+2%PEG粘结剂制备的粉末具有良好的球形度与表面光滑程度。经过脱脂烧结,AlN陶瓷微球的热导率和抗弯强度分别达到171.2 W·m^-1·K^-1和340 MPa,具有良好的流动性。综上所述,水基喷雾造粒制备的球形AlN适合用作热界面材料的导热填料。     

喷雾干燥工艺对NiFe_2O_4-10NiO/xM型复合陶瓷粉料特性的影响

采用喷雾干燥工艺制备NiFe2O4-10NiO/xM型复合陶瓷粉料,研究喷雾造粒过程中料浆性能、雾化压力、供料速率等工艺参数对复合陶瓷粉料粒度分布及形貌的影响,并将喷雾造粒与擦筛造粒粉料的压制性能进行对比。结果表明:雾化压力增大,干燥效果更好,粉末粒径随之减小,粒度分布变窄;随着供料速率增大,出口温度逐渐下降,分散效果变差,产品团聚加重。经过3 h球磨,采用料水比为1:1,以及0.4 MPa的雾化压力和10%的供料速率,可获得平均粒度为91μm,松装密度为1.28 g/cm3,流动性为145 s/50 g的球形NiFe2O4-10NiO/xM陶瓷粉料。与擦筛造粒粉料相比,喷雾干燥工艺制备的粉料在200 MPa下成形时,压坯密度提高约3%,压坯强度提高127%。     

制粉工艺对铝基聚苯酯封严涂层材料粉末及涂层性能影响研究

本文以铝基合金粉末和聚苯酯为原材料,通过固相混合、喷雾造粒、胶粘团聚三种制粉方法制备了铝基聚苯酯复合粉末,通过等离子喷涂方法制备了封严涂层,并对粉末及涂层性能进行了对比研究。实验结果表明,胶粘团聚型粉末粒度、松装密度、流动性等性能配合良好,喷涂后涂层可磨耗组分存留完整,硬度、结合强度的匹配性最好。     

雾化造粒钼粉烧结过程研究

研究了喷雾造粒钼粉脱脂、烧结过程,结果表明:该制备工艺中脱脂温度是控制造粒钼粉碳含量的重要参数;烧结过程直接影响造粒钼粉组织形貌、霍尔流速及松装密度;采用该工艺制备的造粒钼粉具备良好流动性、大松装密度,是近净成形钼精密器件及喷涂行业理想的原材料。     

射频等离子体和热处理制备球形WC–Co粉末

以喷雾造粒WC–30Co粉末为原料,采用射频等离子体和后续热处理制备3D打印用球形WC–Co粉末,研究射频等离子体球化和热处理对粉末特性的影响。结果表明,射频等离子体球化效果显著,喷雾造粒粉末的球化率可达100%。球化后的粉末表面光滑、结构致密,存在一定数量表面粗糙的“费列罗”颗粒。射频等离子体处理使粉末的松装密度和流动性显著提高,同时导致WC严重分解和Co蒸发损失,球化粉末中含有大量C、W₂C和Co₃W₃C等有害相,Co质量分数降低至25.80%。后续热处理可很好地对球化粉末进行物相和成分调控。经900 ℃热处理后,粉末的物相组成重新转变为WC和Co,游离碳含量控制在合理的水平,并且粉末依然保持良好的球形度,具有较好的松装密度和流动性,可以满足3D打印对原材料的要求。