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固体雾化原理及工艺规律的研究

吕洪  
【摘要】:固体雾化是一种新型的雾化方法,这种方法采用含有可除去高浓度固体介质颗粒的高速气流对液体金属或合金进行雾化。固体雾化过程中,由于气流的作用,使固体颗粒介质有很高的动能,高能颗粒和高速气流一起与金属液流相互碰撞、撕裂,使液流破碎导致液滴形成。固体雾化破碎机理有别于气体雾化破碎机理;由于存在高导热系数的固体颗粒和液滴通过接触进行界面传热,固体雾化传热及金属液滴的凝固原理也与普通气体雾化不同。本文针对固体雾化过程的主要特点,研究了固体雾化的原理及固体雾化的工艺规律。 研究了固体雾化的原理,结果表明,由于高能固体颗粒对金属液流的撞击破碎作用,固体雾化制得粉末要比普通气体雾化所得粉末细,约为普通气体雾化所得粉末粒度的二分之一,而且粒度分布更集中;固体颗粒相对于气体有更高的导热系数,传热速度比普通气体快,固体雾化粉末的冷却速度为10~4~10~5K/s;粉末微观组织更细小;在相同条件下,固体雾化能量利用率比普通气体雾化高。 研究了固/气比,金属质量流率和不同固体雾化介质等工艺参数对粉末性能的影响,结果表明:粉末平均粒度随着固/气比的增大而减小,当固/气比达到一定值时,进一步增大固/气比,粉末平均粒度又会随之变大;此外,金属粉末平均粒度随金属质量流率的减小和固体雾化介质密度的增大而细化。 最后,选取与合金成分相同的粉末作为固体介质制取微细粉末,细粉收得率高于普通气体雾化的粉末,且不用分离固体介质,同种成分固体介质可以采用筛分细粉后的粗颗粒粉末,进行循环利用。固体雾化技术不仅可以制取粒度更小,粒度分布更集中的金属粉末,而且还能提高原料的利用率,降低成本,提高经济效益。


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