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《火花等离子体放电制备粉末技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、郭双全1,鲍俊敏1,夏敏1,张宇2,葛昌纯1,2(1西南交通大学材料科学与工程学院,成都610031;2北京科技大学材料科学与工程学院特种陶瓷粉末冶金研究所,北京100083)摘要火花等离子体放电技术已经用于制备纯金属、合金、化合物、半导体和陶瓷材料粉末。该技术制备的粉末具有球形度好、无坩埚熔化、原位快速淬火、粉末细小等特点。介绍了火花等离子体放电制备粉末的机理、特点以及该技术制备高温合金粉末的现状。关键词火花等离子体放电粉末冶金制备技术电火花放电腐蚀颗粒PreparationofParticle
2、sbySparkPlasmaDischargeGUOShuangquan1,BAOJunmin1,XIAMin1,ZHANGYu2,GEChangchun1,2(1SchoolofMaterialsScience&Engineering,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031;2InstituteofSpecialCeramicsandPowderMetallurgy,SchoolofMaterialsScienceandEngineering,Univ
3、ersityofScienceandTechnologyBeijing,Beijing100083)AbstractSparkplasmadischargetechniquehasbeenappliedtothepreparationofpowdermaterials,likepuremetals,alloys,compounds,semiconductorsandceramics.Theadvantagesofthepowdersinclude:highsphericity,containerl
4、essmelting,rapidinsituquenching,andsuperfineetc.Themechanismandfeatureofsparkplasmadis2chargearepresented.Developmentoffabricationofsuperalloyspowderbysparkplasmadischargeisalsodiscussed.Keywordsparticlesparkplasmadischargeprocess,powdermetallurgy(PM)
5、,preparationtechnique,sparkerosion,0引言特殊环境和特殊性能的要求促进了材料制备技术的发1火花等离子体放电制备粉体的机理根据大量实验资料分析[17],火花等离子体放电制备粉体展,粉末在结构材料和功能材料中得到了广泛应用,粉末制备技术取得了快速发展。在探索新型的制粉工艺过程中,经过80多年的发展,火花等离子体放电制备超细粉体已经成为一种重要的粉末制备方法[1,2]。该方法制备的粉末具有球形度好、无坩埚熔化、原位快速淬火、粉末细小等特点。火花等离子体放电已经用于多种材
6、料粉末的制备———纯金属、合金、化合物、半导体和陶瓷[3,4],其中包括WC、TiC、W2Co等[5-7]硬质材料,Mn2Al2C、Ni2Fe2Co、Fe2B2Nd、Ni2Mn2Ga、Fe2Ga等[8-11]磁性材料,Ni、Ag、Ti等[12]金属材料,CuAl2、Ti3Au、AgTi、AgZr、MoU等金属间化合物,不锈钢、高温合金等合金[13-15]。在国外,美国材料和电化学研究(Materialsandelectrochemicalresearch,MER)公司利用火花等离子体放电法制得的粉
7、末具有优良的烧结性能和特殊的物理性能[16]。在国内,葛昌纯首次提出利用该技术来制备高温合金粉末和纳米铁粉,取得了显著的效果,可制备纯净度基本保持母合金水平、无坩埚污染的粉末高温合金细粉。本文将介绍火花等离子体放电制备粉末的机理、制粉装置、影响因素以及火花等离子放电制备高温合金粉末的现状。的物理过程非常短暂且复杂,每次火花等离子体放电的微观过程是电动力、电磁力、热动力以及流体动力等综合作用的过程,大致可分为4个基本物理过程,分别是极间介质击穿及放电通道形成、热膨胀过程中能量的转换与传递、电极材料抛
8、出和极间介质消电离。具体过程如图1所示[13],图1中,1为正极,2为从正极上熔化并抛出金属的区域,3为放电通道,4为气泡,5为在负极上熔化并抛出金属的区域,6为负极,7为在介质中凝固的微粒,8为电介质。火花等离子体放电制备球形粉的形成机理如图2所示,包括等离子体通道的形成、电极熔化、液态金属蒸发、液滴冷却、球形粉形成5个过程[18,19]。具体来说,当两个电极在电介质液体中靠近时,连接脉冲电源,当电场强度在两个电极间足够高时,将产生放电。当电场强度施加后,在10ns内形成直径为5
