一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108188408A(43)申请公布日2018.06.22(21)申请号201810008492.7(22)申请日2018.01.04(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人闫石焦清介张金龙郭学永杜风贞刘大志(51)Int.Cl.B22F9/08(2006.01)B22F1/00(2006.01)C22C45/00(2006.01)C06B33/00(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图1页(54)发明名称一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种球形雾化镁锌合金粉体及其制备方法。针对镁锌在合金化过程中容易发生金属互化反应的问题，通过抑制互化技术，使合金中金属镁和添加的金属材料组元各自结晶，或只有少部分发生反应形成金属互化物，避免其在互化时释放大量的反应热导致的化学失活，从而使合金材料仍具备较高的燃烧热，并保持良好的点火、燃烧性能。采用多熔炉预熔化及强化机械混合装置，可抑制液态金属混合过程中的互化反应；采用绝氧、闭环制备装置，可防止镁和锌在制备过程中被氧化；采用离心雾化及超低温惰性气体吹扫快速冷凝技术可使液态合金雾化成圆度值较高的球形粉体。本发明的镁和锌混合均匀，合金粉体粒度范围13μm～45μm，圆度值为0.94。CN108188408ACN108188408A权利要求书1/2页1.一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法，其特征在于，非晶合金就有良好的点火和燃烧特性，同时在一般的贮存和工艺条件下不易被氧化。2.如权利要求1所述，一种球形雾化镁锌非晶合金粉体，中金属镁和锌可各自结晶或形成少量的镁锌互化物。3.如权利要求1所述，一种球形雾化镁锌非晶合金粉体，其中镁和锌的含量在较大范围内可调，镁在合金中的质量含量为95％～55％，锌的含量为5％～45％。4.如权利要求1所述，一种球形雾化镁锌非晶合金粉体，其特征在于合金粉体的粒度范围在5μm～200μm之间，圆度值为0.82以上。5.如权利要求1所述，一种球形雾化镁锌非晶合金粉体，其非晶合金密度值为2.89g/cm3～4.22g/cm3，有利于其在高密度混合含能材料体系中的应用。6.如权利要求1所述，一种高化学活性球形雾化镁基非晶合金粉体，其制备过程中采用绝氧、闭环、强机械混合、金属锭预熔化及快速冷凝装置，可实现合金的高纯度合金化。7.如权利要求1所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)金属镁锭和金属锌锭或各自粉体的表面除杂；(2)打开气体及液体通道的阀门，向设备中充入惰性保护气体；(3)关闭预熔化炉的液体出口阀门，将金属镁和锌分别加入预熔化炉体中，充入保护气，加热使金属熔化；(4)打开液体通到阀门，将液态金属镁和锌按预设置配比导入雾化炉中的碟式雾化器上，在雾化器上混合后喷出形成球形液滴；(5)在雾化罐中通入低温高纯氩气，使雾化液滴快速冷凝，形成合金粉体；(6)将收集的合金粉体进行旋风分离并过筛，实现粒度分级，并密封包装。8.如权利要求7所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体制备方法，其特征在于，所述预熔炉、机械混合炉的坩埚均为耐高温的喷涂陶瓷内层的坩埚，可有效防止液态镁和锌对炉体、坩埚等的溶解。9.如权利要求7所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法，其特征在于，所述熔化、混合、引流、雾化、冷凝及筛分过程是连续、闭环的，且均采用惰性保护气防止粉体被氧化。10.如权利要求7所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法，其特征在于，液态金属直接导入碟式雾化器上，在较短的时间内使混合金属液体混合均匀，缩短了金属镁和锌的反应时间。11.如权利要求7所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法，在气体冷却塔内采用液氮对惰性气体直接降温，使吹扫气降到-80摄氏度以下的超低温度，吹扫气可循环，其流量为在2～100L/min的范围内可调。12.如权利要求7所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法，所述惰性气体为高纯(纯度为99.99％以上)氩气或氦气等。13.如权利要求7所述的一种球形雾化镁锌非晶合金粉体及其制备方法，其特征在于，所述高速离心雾化的离心机转速为3000～10000转/分钟。14.制备装置如附图1所示：金属镁锭和金属锌锭分别在预熔化炉1和预熔化炉2中进行2CN108188408A权利要求书2/2页熔化，预熔化炉采用中频辐射加热，同时熔化过程在惰性气体保护下完成。熔化后的液态金属分别通过导流管进入到进入雾化炉3中，液态金属在碟式雾化器上混合后被喷出形成球形液滴，通过控制雾化参量来控制雾滴的尺寸。采用从气体冷却塔中流出的超低温气体对球形雾滴进行吹扫，使其快速冷凝，从而使其表面较圆滑，