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等离子喷涂超细热喷涂粉末材料

更新时间  2019-08-20 09:05:17 阅读

一般来说,粒径小于100nm的团聚体称为超细热喷涂粉末材料,或纳米材料。纳米材料属于团簇与宏观物体之间的过渡材料,具有一系列的奇异性。例如,当磁性粒子的尺寸小于磁畴的临界尺寸时,磁性粒子的聚集是超顺磁性的,矫顽力大大提高。超细金属粉在一定的低温下具有一定的保温性能。超细热喷涂粉末的特点之一是比表面积大。由于比表面积大,外界的化学和物理因素很容易对其产生影响,显示出更大的物理和化学活性,因此可以制成灵敏度高、响应速度快的传感器。以及不同用途的催化剂。在美国固体火箭燃料中加入超细铝粉,使燃料效率提高了几个百分点。同时,由于尺寸小和表面效应,一些超细材料对较宽波段的电磁波具有较强的吸收能力。美国F-117A隐身飞机使用的一种隐身技术是,机身表面涂有超细电磁多层复合膜,在7-700兆赫波长下吸收和衰减高达14分贝。举办了四次纳米材料国际会议,展示了纳米材料在先进磁记录材料、薄膜材料、导电泥浆、金属陶瓷、化学催化、过滤和传感器等领域的应用前景。超细热喷涂粉末的制备方法分为物理法和化学法。化学方法包括化学气相沉积法、反应沉积法和醇水解法。物理方法包括激光汽化和等离子体汽化。等离子体蒸发法利用直流电弧等离子体的高温使原料汽化,与其它气体发生反应。经过冷却沉积,可获得超细热喷涂粉末。

等离子喷涂具有效率高、工艺简单的特点。在实际应用中,为了获得稳定大体积的等离子体,可以对材料进行足够长时间的加热和充分蒸发,从而提高材料制备效率。目前,直流电弧和射频等离子体相结合的方法得到了广泛的应用。混合等离子体法。实验结果表明,混合等离子体法制备的Fe2O3、Si3N4、SiC、Sb2O3等材料具有纳米尺寸和均匀分布的特点。以东京大学和日本国家工业化化学实验室为例,采用该方法制备了高纯非晶态Si3N4和β-SiC超细粉体。10-20nm的分布率在80%以上,呈纯白色。为了进一步提高制备效率和质量,研究了双射频等离子体和直流电弧等离子体的混合方法,以获得更大、更稳定的等离子体电弧。

等离子喷涂超细热喷涂粉末材料


此外,等离子喷涂溅射可以有效地细化粗晶热喷涂粉末,比传统的真空喷涂或超声雾化更为方便、高效。这就是所谓的等离子热基法,它是用等离子将50-100微米的热喷涂粉末送入熔化过程,高速喷涂到温度高于原料熔点的不锈钢或陶瓷板上。由于板料的温度高于原材料的熔点,原粉料不会沉积在板料上,而是由于表面张力“粉碎”后反弹。它在凝结前迅速球化,形成较小尺寸的热喷涂粉末。例如,用80kw9m等离子喷涂设备、氮气/氢气工作气体、不锈钢基板,原料为50-100um铜粉,基板加热到900℃左右,每小时热基法可得到13.5-20.2kg/h(2-5)um的细铜粉。铜粉的氧化速率和粒度均匀性均优于传统的雾化法。

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