Design and evaluation of a Laval-type supersonic atomizer for low-pressure gas atomization of molten metals

A Laval-type supersonic gas atomizer was designed for low-pressure gas atomization of molten metals. The principal design objectives were to produce small-particle uniform powders at lower operating pressures by improving the gas inlet and outlet structures and optimizing structural parameters. A computational fluid flow model was developed to study the flow field characteristics of the designed atomizer. Simulation results show that the maximum gas velocity in the atomization zone can reach 440 m·s?1; this value is independent of the atomization gas pressure P₀ when P₀ > 0.7 MPa. When P₀ = 1.1 MPa, the aspiration pressure at the tip of the delivery tube reaches a minimum, indicating that the atomizer can attain the best atomization efficiency at a relatively low atomization pressure. In addition, atomization experiments with pure tin at P₀ = 1.0 MPa and with 7055Al alloy at P₀ = 0.8 and 0.4 MPa were conducted to evaluate the atomization capability of the designed atomizer. Nearly spherical powders were obtained with the mass median diameters of 28.6, 43.4, and 63.5 μm, respectively. Compared with commonly used atomizers, the designed Laval-type atomizer has a better low-pressure gas atomization capability.     

精矿粉和Mn3O4制备类PC30 MnZn铁氧体

采用传统氧化物工艺,用精铁矿粉代替Fe2O3、用Mn3O4代替MnCO3制备出高性能功率软磁MnZn铁氧体,研究了精铁矿粉和Mn3O4制备MnZn铁氧体的固相反应及预烧温度、烧结温度和掺杂对样品磁性能的影响,选择合适的配方及制备工艺,用精铁矿粉和Mn3O4可以制备出综合性能达到日本TDK PC30材料性能水平的功率软磁MnZn铁氧体。此项目研究成功可使功率铁氧体成本大幅下降,促进精铁矿资源深度开发,具有显著的社会经济效益。     

超细/纳米W-10%Cu复合粉末制备与烧结工艺

采用溶胶-喷雾干燥-共还原法制备超细/纳米W-10%Cu(质量分数)复合粉末,将该粉末压制成形后进行一步烧结,研究粉末制备过程中的工艺参数对粉末晶粒尺寸、比表面积、粒度、氧含量、相组成和形貌的影响以及烧结参数对烧结体密度的影响.研究结果表明:复合氧化物粉末可在较低温度下还原较完全,还原后的W-10Cu复合粉末粒度细小,团聚体粒度为100 nm左右,单颗粒晶粒粒度约为22.6 nm,W-10%Cu复合粉末在1 350～1 400 ℃烧结可达近全致密,其显微组织主要是细小的球形钨晶粒均匀弥散分布在铜相中,其中钨晶粒粒度约为1.0 μm.     

射频等离子体制备球形Ti—6Al—4V粉末性能表征

以不规则形状的Ti—6Al—4V(TC4)粉末为原料,通过射频等离子体球化处理制备了球形TC4粉末,并研究了球化处理对粉末特性及加料速率对粉末球化率的影响.利用扫描电子显微镜、激光粒度分析和霍尔流速计分别对其粉末微观结构、粒度分布和粉体性能进行了测试和分析.结果表明:TC4粉末经等离子球化处理后得到表面光滑、球形度好及球化率可达到100%的球形粉末;球化处理后,粉末的松装密度、振实密度和粉末流动性得到明显改善,粒度略微增大;随着加料速率的增加,TC4粉的球化率逐渐降低.     

机械合金化制备碳化钛纳米粉体的合成机理研究

本研究中,以金属钛(Ti)粉与环己烷为原料,利用机械合金化制备了碳化钛(TiC)纳米粉体。利用X射线衍射并结合Rietveld精修对球磨产物进行定性与定量分析;借助透射电子显微镜对产物进行形貌与元素以及结晶性进行分析;对球磨过程中TiC的合成机理进行了研究。结果表明,球磨产物中主相为TiC,另有少量残留的氢化钛(TiH2)与Ti;所制备TiC粉体易于团聚、颗粒度均匀、结晶性良好;TiC合成机理属于扩散型机制。     

纳米铁粉的燃烧动力学模型研究

本文利用普适积分法、微分法来拟合求解50nm和500nm铁粉在10K?min-1、20K?min-1、30K?min-1和40K?min-1升温速率下的燃烧动力学参数,并确定纳米铁粉燃烧反应的动力学模型和最概然机理函数。30种机理函数的计算结果表明,50nm铁粉的活化能和指前因子的数值范围分别为90～130KJ?mol-1和103～108s-1,500nm铁粉的活化能和指前因子的数值范围分别为160～220KJ?mol-1和106～1011s-1,纳米铁粉的燃烧反应动力学模型为随机成核和随后生长,机理符合Avrami-Erofeev方程,最概然机理积分函数为G(α)=[-ln(1-α)]3,微分函数为f(α)= (1-a)[-ln(1-a)]-2/3。     

干湿法联合制备水煤浆技术的研究

针对国内当前水煤浆生产和销售实际情况,为给远离水煤浆厂且自身不具备建厂能力的众多中小型水煤浆用户群和原煤产地间提供一条切实可行的工艺途径,提出将干湿法联合制浆工艺应用到工业生产的可行性。本文以内蒙古鄂尔多斯煤（不粘煤）为原料,在此工艺方法下确立了合适于制浆用煤的级配比例和相应的药剂用量,大幅度降低了水煤浆的运输成本,并得到了最佳煤粉级配比例。     

超微粉末的液相制备技术及其比较

讨论了液相制备超微粉末的原理、适用范围,并对各种方法的优缺点进行了比较,指出了超微材料制备的发展方向。     

工艺参数对共沉淀法制备TZP纳米粉末的影响

对化学共沉淀法制备了ＴＺＰ纳米粉末进行了系统的研究,探讨了盐溶液浓度,ｐＨ值,煅烧温度对粉末性能的影响,提出了制备ＴＺＰ纳米粉末的适宜工艺参数Ｃ＝１．０ｍｏｌ／Ｌ,ｐＨ＝９．５,Ｔｃ＝７００℃。     

铝合金纳米粉末中相生成规律的初步研究

采用蒸发凝聚法制备了Al-M(M=Cu,Fe,Cr,Mn)合金纳米粉末,研究了粉末中的相生成规律.实验结果表明,纳米粉末的相组成及其相对含量主要是由母合金的成分决定的.在Al-Cu合金纳米粉末中生成的合金相有-θCuAl2,γ2-Al4Cu9,-βAlCu3,Cu在Al中的最大固溶度明显高于Al-Cu平衡相图上的值.在Al-Fe合金纳米粉末中生成了Al13Fe4和FeAl2相.在Al-Mn和Al-Cr合金纳米粉末中则分别生成了-βMnAl6,η2-Al8Mn5相和Al13Cr2,Cr9Al17相.纳米颗粒的组织和形貌与纯金属纳米粒子的差异很大.讨论了合金纳米粒子的形成机理.