基于正交设计等离子技术制备3D打印用球形钨粉

随着金属3D打印技术在各种行业中的不断应用,对球形金属粉末的需求增长迅速,对粉末性能要求也更加严格。难熔金属钨因其独特的性质,具有很高的应用价值。本试验基于正交设计,使用Tek-15 kW感应耦合等离子球化设备对工业用钨粉进行球化。选择设备功率,送粉速率,主气流量作为主要工艺参数。使用SEM分析球化后的钨粉,最终确定最优的参数为：功率13 kw,送粉速率16g/min,主气流量5 slpm。钨粉球化率接近100%,产品回收率92.6%。     

感应等离子制备纳米硅粉的工艺及性能研究

采用感应等离子制备技术制备了纳米硅粉,对不同原料粒度及工艺参数对纳米硅粉粒度的影响进行了探究。结果表明,在其他工艺参数不变的前提下,纳米硅粉的粒度随原料粒度降低呈先降低后不变的趋势,随冷却气流增大而降低,随送粉速率增大呈先增大后不变趋势,随等离子功率增大而降低。根据影响规律,选定最优工艺参数,对制备的纳米硅粉进行性能表征,其中粉体形貌呈表面光滑的球形或类球形颗粒,颗粒尺寸基本处于50～100nm之间;对粉体的杂质含量进行测定,主要杂质含量为0.064%,与原料硅粉相比,降幅达34.7%。     

等离子球化钨粉

研究以Ar为工作气体,H2为送粉气体,用高频感应等离子体炬制备球化钨粉的过程.球化后的钨粉在流动速度和松装密度方面有了非常大的提高.等离子功率低.则得不到球形钨粉,等离子体功率过高,则钨粉氧化和烧损都非常严重.熔融的钨颗粒直接导入水中冷却,球形钨粉表面有轻微氧化,生成w1.09,在H2气氛中进行950℃,1h还原处理效果良好,而且粉末的形貌基本没有改变.制得球形钨粉的适宜工艺条件是电压70V,电流500A.     

感应等离子球化钽粉制造研究

研究对比了两套不同功率的Tekna感应等离子球化设备进行钽粉球化制造的情况。重点分析了送粉速率对钽粉球化效果及生产效率的影响。结果表明,钽粉送粉速率的选择与设备使用功率、粉末原料流动性等多因素相关。在保障钽粉球化效果前提下,80 kW设备对钽粉处理效率远高于15 kW。大功率设备不仅在粉末处理速度上占据优势,而且粉末球化效果及成品率也相应提升。本文还论述了钽粉球化过程中出现的气化损耗、杂质去除等机理。     

球形钛粉制备工艺现状

简要介绍了目前几种常见制备球形钛粉的方法,如球化法(等离子球化、激光球化)、雾化法(气雾化、离心雾化、超声雾化)及气相法,同时也阐述了几种方法的特点.最后指出了球形钛粉制备技术的发展方向.     

球形钛粉制备工艺现状

简要介绍了目前几种常见制备球形钛粉的方法,如球化法(等离子球化、激光球化)、雾化法(气雾化、离心雾化、超声雾化)及气相法,同时也阐述了几种方法的特点.最后指出了球形钛粉制备技术的发展方向.     

不同地区天然石墨球形化制备负极材料

天然鳞片石墨是制备锂离子电池负极材料的优质原料,本试验以鸡西、内蒙古、萝北3个地区固定碳含量(质量分数)约为95%的石墨精矿为原料,依次进行球形化整形和化学提纯,制备高纯球形石墨,并对高纯球形石墨进行了电化学性能测试。结果表明,经过球形化后,3个地区球形石墨振实密度分别为0.96 g/cm³、0.94 g/cm³、0.98 g/cm³,其中萝北石墨振实密度最高,成球率为41.44%。较优混酸提纯工艺为：混酸与石墨的液固比为3 mL/g,HF体积分数为30%,反应时间为6 h,反应温度为70℃,经混酸提纯处理后,3个地区球形石墨固定碳含量分别提高至99.90%、99.88%、99.97%。电化学性能测试结果表明,3个地区石墨负极材料的首次充放电效率均大于90%,首次放电容量均高于360 mAh/g,是制备天然石墨负极材料的理想原料。     

超音速等离子喷涂WC/Co涂层的工艺优化

采用国内新研制的超音速等离子喷涂（S-APS）设备制备WC-12Co涂层,探讨其影响因素.结果表明,喷涂距离和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随功率增加而增加.功率和送粉量不变时,粒子平均温度和平均速度随喷涂距离的增加而降低.喷涂距离不变时,粒子速度随送粉量的增加呈先增后减的趋势,粒子温度随送粉量的增加而下降,电压对粒子的速度影响较大,粒子速度随电压的增大而增大,电流对粒子温度影响较大,粒子温度随电流的增大而增大.超音速等离子喷涂WC-12Co粉末的最佳工艺参数为：功率56kW（电压140V,电流400A）,氩气流量3.8m^3/h,氢气流量0.15m^3/h,氮气流量0.60m^3/h,喷涂距离100mm,送粉量50g/min.     

等离子球化钨、镍二元金属合金数值模拟

首次使用SPH（Smoothed Particle Hydrodynamics）方法对等离子球化过程中,钨、镍颗粒之间的碰撞融合进行模拟仿真。分析不同成分配比、不同粒度组成、不同温度情况下,钨、镍颗粒之间在表面张力作用下的运动情况、球化过程中颗粒内部致密度和球形度变化过程,选出最优的参数。最后选择镍粉平均粒径4.3μm,钨粉平均粒径1.6μm作为等离子球化原料,按照钨粉与镍粉质量比80∶20进行喷雾干燥造粒,在温度8000℃条件下进行等离子球化,球化效果良好,验证了模拟仿真结果。     

制备方法对3D打印用Ti-6Al-4V合金粉体特性的影响

以等离子旋转电极雾化法(PREP)、无坩埚电极感应熔化气体雾化法(EIGA)、等离子体火炬雾化法(PA)三种方法制备的Ti-6Al-4V粉末为原料,采用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪(LPS)、X射线衍射分析仪(XRD)等方法,对粉末的形貌、微观组织结构、粒度及分布及物相组成进行了表征分析,同时对制备方法对3D打印用Ti-6Al-4V合金粉末粉体特性的影响进行了研究.研究结果表明:PREP制备的粉末表面最为光洁,呈规则球形;EIGA制备的粉末多呈近球形,表面粘附卫星球较多;PA制备的粉末形貌为近规则球形,表面粘附少量小颗粒卫星球.三种Ti-6Al-4V粉末的粒度均呈单峰正态分布,其中EIGA粉末粒度分布较宽,而PREP和PA两种粉末呈窄粒径分布.三种粉末内部组织结构一致,主要由针状马氏体α′相构成.     

高纯硫酸锰制备球形四氧化三锰的研究

以高纯硫酸锰、片碱及氯化铵为原料, 采用化学络合沉淀法制备球形四氧化三锰, 通过优化氨锰比、搅拌强度、pH值、温度等工艺参数, 于30 L反应器中制备出球形四氧化三锰产品。实验结果表明, 在锰浓度120 g/L、pH值8.3~8.7、铵锰比1∶4、搅拌频率40 Hz时, 能够得到Mn含量70.4%、Na含量0.019%、S含量0.048%、颗粒粒径D₅₀=10.50 μm、比表面积0.44 m²/g、振实密度2.41 g/cm³、具有良好分散性的球形四氧化三锰。     

熔盐电解制备细颗粒钛粉研究

在氯化物熔融盐中电解海绵钛制取细颗粒钛粉, 研究了可溶钛浓度、阴极电流密度以及加料方式等因素对阴极产品颗粒形貌及粒度的影响, 制备了平均粒度约为60～70 μm的细颗粒钛粉。实验结果表明, 电解初期形成块状结晶, 电解后期为树枝状;可溶钛浓度对钛粉粒度影响显著;采用气相加料容易使钛在熔盐表层形成鳞片状结构。     

乙二醇还原生产硬质合金用钴粉

以自制Co(OH)₂ 为原料, 乙二醇为溶剂和还原剂, 制得了分散性很好的球形超细钴粉。研究了单位体积乙二醇中Co(OH)₂加入量对钴粉的粒径和形貌的影响。用SEM 、XRD、BET 和激光粒度分析仪测试粉体的粒子形貌、晶体结构、比表面积和粒度分布。测试结果表明多元醇还原的钴粉为球形, 晶体结构以面心立方为主, 还有微量的简单六方;当Co(OH)₂ 加入量为60 g/ L 时制得的钴粉粒度分布较窄, 平均粒径为0.88 μm, 比表面积为3.46 m²/ g, 钴含量>99.5%。     

国内某石墨精矿球形化试验研究

粒度小于0.2 mm的中细粒天然石墨浮选精矿产品,直接应用的范围有限,价值低。但该粒级石墨可深加工成高纯球形石墨,将具有独特的物化性质及粒度特性,可作为电池材料、污水净化材料,其价值显著提高,而石墨球形化是生产高纯球形石墨的关键技术。对我国东北某地中细粒石墨浮选精矿进行了球形化试验研究,采用系列微粉气流磨进行了粗磨、细磨、整形条件试验,获得了适宜的加工参数,经5次粗磨8次细磨16次整形生产试验可获得产率52.73%、D₅₀=15.99 μm、振实密度为1.06 g/cm3的高品质石墨球形化产品,该产品符合GBT-24533-2009中Ⅱ级改性天然石墨类锂离子电池负极材料对粒度及振实密度等要求。该工艺为类似石墨资源球形化提供了技术依据。      

FeCr纳米合金粉的制备及性能

本文采用电爆炸法制备了FeCr纳米合金粉,对不同放电电压和金属丝丝径对粉体粒径及其分布的影响进行了探究。结果表明,在其他工艺参数不变的前提下,随着放电电压的增大、金属丝丝径的降低,纳米粉体粒径逐渐降低,粒径分布逐渐变窄。根据影响规律,对较优实验条件下制得的FeCr纳米合金粉进行性能表征,粉体呈光滑球形,粒径大小基本处于100nm以下,平均粒径仅为57.87nm,其Fe、Cr、O含量与FeCr合金丝基本相同,物相结构主要为Fe-Cr合金相。     

雾化法制备铁基非晶软磁合金粉末的研究?

采用改良的水雾化法和传统的气雾化法,制备 Fe76 Si9 B10 P5铁基非晶软磁合金粉末.通过激光粒度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪、高温差热仪及振动样品磁强计等仪器,研究合金粉末的粒径分布、组织相结构、热变温度及磁性能.结果表明：两种方法所制备的粉末成分均匀,均呈现出非晶结构的特征,非晶相含量分别为88%和91%,且非晶稳定性好;水雾化粉末分散且呈规则的球形或椭球形,粒径为10.72μm,优于气雾化粉末;两种非晶软磁粉末的饱和磁化强度接近,但水雾化粉末的矫顽力更低,只有0.61 kA/m,表明改良的水雾化法所制备的 Fe76 Si9 B10 P5软磁合金粉末的性能比气雾化粉末的更优.