液體金屬與合金的固體霧化原理及工藝的研究.pdf

1、借助于高速氣流直接破碎金屬或合金液流而制得粉末的金屬熔體的二流霧化法是粉末冶金最重要的制粉方法之一。二流霧化法起源于至今的80多年來(lái)，眾多學(xué)者在二流霧化法上進(jìn)行了大量的研究工作，發(fā)展了多種二流霧化法工藝，但在改變霧化介質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的研究工作極少有報(bào)道。本文介紹了自行發(fā)明的一種新的霧化方法。該方法是采用含有固體介質(zhì)的高速氣流即固氣兩相流對(duì)液體金屬或合金進(jìn)行霧化而制備粉末的一種方法(簡(jiǎn)稱(chēng)為固體霧化法)，并結(jié)合國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目和博士點(diǎn)基金項(xiàng)

2、目的研究?jī)?nèi)容，系統(tǒng)研究固體霧化工藝機(jī)理和規(guī)律： 1、對(duì)比研究了同等條件下普通氣體霧化與固體霧化制備粉末的特征，系統(tǒng)研究了固體霧化過(guò)程中主要工藝參數(shù)對(duì)固體霧化粉末特征的影響規(guī)律。結(jié)果表明，在相同的霧化氣體壓力和流量條件下，固體霧化制得粉末平均粒度約為普通氣體霧化所得粉末的二分之一，而且粒度分布更集中，固體霧化能量利用率比普通氣體霧化高；固體霧化粉末的冷卻速度比普通氣體霧化高一個(gè)數(shù)量級(jí)，粉末微觀組織更細(xì)??；隨霧化氣體壓力和流量的提高

3、以及金屬液流量的降低，與氣體霧化類(lèi)似，固體霧化所制備的粉末平均粒度減小，但固體霧化粉末粒度的減小幅度大于普通氣體霧化粉末；隨固體介質(zhì)顆粒質(zhì)量流率增大時(shí)，所得粉末的平均粒度先減小后增大，即存在一個(gè)最佳的固體介質(zhì)顆粒流率霧化效果最好。 2、在普通二流霧化破碎過(guò)程機(jī)理研究的基礎(chǔ)上，借助于高速攝影照片，研究了高速固體顆粒與金屬液流的相互作用過(guò)程。結(jié)果顯示出與氣體霧化中自由撞擊個(gè)體氣體分子無(wú)法穿透金屬液表面不同，固體霧化中自由撞擊單元中的

4、固體顆?？梢灾苯悠茐慕饘僖好?，侵徹金屬液在液膜上穿孔擊出小液滴，在氣動(dòng)力使金屬液體失穩(wěn)成液滴或液膜的聯(lián)合作用下，產(chǎn)生了固體霧化的良好霧化效果。固體霧化的機(jī)理是氣體的擾動(dòng)和固體顆粒的碰撞聯(lián)合作用使金屬液體充分霧化。 3、采用了液體霧化破碎準(zhǔn)則韋伯?dāng)?shù)以衡量霧化介質(zhì)的破碎能力，得出固體霧化介質(zhì)的韋伯?dāng)?shù)為氣體韋伯?dāng)?shù)和顆粒流韋伯?dāng)?shù)之和，建立了固體霧化破碎的臨界方程，并以此討論了固體霧化的主要工藝規(guī)律。 4、研制了固體霧化專(zhuān)用的可調(diào)