喷雾造粒方法.docx

河北工业大学硕士学位论文8)喷雾造粒将干燥室放入井式加热炉中加热,使干燥室保持一个较高的温度,来烘干溶液中多余的水分。将第二步湿混后的溶液放入雾化枪中,将溶液进行雾化,在干燥室底部得到复合粉末。当采用相同的喷雾速度时,不同的干燥室温度对复合粉末性能有着明显的影响。温度太低,如250℃下,收集到的复合粉末颗粒饱满,粒径均匀,但热交换作用较慢,液滴的水分虽然较容易被烘干,其在干燥室里散发出来的水分不易排出,排风和喷雾过程不能同时进行,这样务必会耽误制粉过程,降低的制粉效率,如果操作不当,水分未及时排出,连续的雾化粉末进入干燥室,将会携带水分堆积在干燥室底层,形成结痴,只能破碎后进行筛分,严重影响了复合粉末的质量,进而影响复合涂层的质量;温度过高,导致液滴表面迅速脱水干燥,形成硬壳,但液滴内部仍含有水分,进一步脱水致使硬壳内部形成负压,导致复合粉体有外壳向内塌陷,形成类似苹果状的颗粒,这样的复合粉体表面粗糙,流动性不好,制备出的涂层性能不佳。经过试验,干燥室温度设定为400℃时,干燥速度与排风速度相宜,既没有出现底层结痴,也没有大规模出现苹果状颗粒,粉末饱满,颗粒粒径差异不大,适合喷涂。500克混合粉末制备成复合粉末只需1个小时,在保证质量的同时,大大提高了制粉效率。图3一3,3一4为不同温度下制备出的复合粉末的SEM扫描照片。图3一3250℃制备出复合粉体形貌Fig.3一3SEMimageofcomPositePowders图Fig.3一4.3一4400℃复合粉体形貌SEMimageofcomPositePowders9)粉体的筛分制备出的颗粒,由于粘结剂的作用、料浆的沉淀效果、雾化枪雾化程度和干燥室内部环境限制使得制备得到的复合粉末的粒度不同,需要通过分样筛筛选,最终选定选取粒径在200一300目的颗粒进行等离子喷涂,该目数下的颗粒流动性和反应效率都很出色。10)喷雾造粒法应注意的细节反应等离子喷涂Fe一A1203一FeA12O4复合涂层形成机理的研究将干混混合后的粉末加入在以无水乙醇溶剂中,因为原始铝粉活性大容易和水反应,故而不选水做溶剂。混合溶液通过机械搅拌的方法使其混合,为了更好的消除内部化学键,在溶液中加入陶瓷球,机械搅拌需要4一5小时,直至混合溶液中的无水乙醇挥发,使溶液变成粘稠状。长时间的机械搅拌主要目的就是为了让两种粉末进行充分的均匀混合,避免最终得到的复合粉末由于成分分布不均,反应不充分,制备出性能不均的涂层。4)风干将粘稠状的混合粉体倒入在托盘器皿中,使其风干,风干大约72小时可以使粘稠状变成固状。当混合粉体中无明显乙醇气味时,可以放入烘干箱中加快残余乙醇挥发,但也应控制在较低温度下进行,本实验控制温度选择在60℃。5)碾粉破碎风干后的粉为固状,需要将其碾碎成细粉。此时,铝粉与氧化铁粉已经充分混合均匀,装到容器中保存起来,防止杂质污染。该混合粉中铝粉和氧化铁粉虽以均匀分布,但仅仅是彼此的接触在一起,没有相互间作用力从而稳固的团聚在一起,仍不适宜喷涂。6)粘结剂的制备破碎之后的混合粉末颗粒就是原始粉末颗粒的混合,粒径不会发生变化,但是以这样的粒径颗粒进行喷涂的话,容易被吹散,所以必须要提高混合粉末的结合强度,让其相互间粘合,加入适量的粘结剂以达到这个目的。按混合粉末质量的4%称取粘结剂,然后将粘结剂放入盛有一定量水的烧杯中(水的质量大约为混合粉末的80%),在水浴炉中加热,使用玻璃棒搅拌粘结剂,直至烧杯中形成的液体变成透明状,粘结剂充分溶解,去除杂质并冷却后即可使用。7)制备喷雾造粒料浆将破碎后的混合粉末放入盛有一定量水的烧杯中(水的质量大约为混合粉末的70%),加入过程需用玻璃棒搅拌,防止粉末结块。再将冷却后的粘结剂的倒入到烧杯中,给混合粉末上胶,使混合粉末达到一定的机械团聚,增大其混合粉末的粒径,加强其在等离子焰流中的稳定性和反应活性。将含有粘结剂的混合溶液进行机械搅拌,时间大约为40分钟。这次湿混为第二次湿混,搅拌的时间不易过长,主要原因有以下两点:第一,经过了第一步湿混,混合粉体得到分布均匀,不再需要外加机械力破坏细粉间的化学键。第二,第二步湿混的溶剂从无水乙醇变成了水,混合粉末中的铝粉活性几乎没变。在室温下,当铝粉遇到水后,将发生化学反应,生成气体,机械搅拌增加了铝粉与水接触的面积,加快了这一反应,影响粉的质量和制备工艺。在这个溶液中由于添加了粘结剂,使溶液具备了一定的粘性,生成的气体不容易从溶液中排除,而是以小气泡的形式弥散分布在其中,无形中增加了溶液的体积,使单位溶液的固含量降低,降低了造粉效率。减少第二步湿混的时间,来减少铝粉发生反应的时间,保证进行正常的喷雾造粒。河北工业大学硕士学位论文和后,干燥使之形成颗粒状粉体,这种粉料具有较好的流动性与压延性,以便在喷涂工序中可以得到具有较好强度、不易分层