【大学资料】实验一 等离子粉体球化.doc

5实验一等离子粉体球化实验一、实验目的及要求（1）学习等离子粉体球化设备的结构和工作原理；（2）学习粉体球化设备的实验操作。二、等离子球化设备及原理1、等离子体等离子体被称为物质的第四态它是由电子和正离子组成的一种物质的聚集态。等离子体是电离的气态物质是离子体。但就宏观讲它的电性是中和的故称等离子体。此外等离子体也不一定是高温的。就等离子体分类说冶金用等离子体属低温等离子体中的热等离子体其重粒子温度在3×103～3×104K。电高频等离子体发生器它类似高频感应炉但它的频率较高常处于无线电波范围例如20MHz。但这类装置功率小、效率低功率常只有数十千瓦。多用于球化、超细粉制备等。等离子体发生器的电极-水冷铜电极(冷阴极)它常和管弧结合。由于去离子的冷却水在高压下高速流过狭窄通道冷却效果良好。设计良好的水冷铜电极的寿命常可达数百小时。2、SY129等离子体粉体球化系统简介（1）TDU40KW射频电源:振荡功率为40kW可应用于380V三相交流电压功率连续稳定输出频率范围2~5MHz；同时配有封闭的高频屏蔽装置--法拉第箱防止高频电磁泄露同时内置内循环水冷管路；（2）等离子体反应器系统：等离子体反应器系统由①等离子体发生器、②PN-35型等离子体体炬约束腔体、③气体分配器、④反应原料注入枪、⑤反应物输出喷嘴等组成。图1SY129等离子体发生装置（3）真空腔体：316SS不锈钢真空腔体工作真空度可以达到20Pa夹壁水冷双臂水冷结构可用于多种材料的球化。（4）送粉系统：PFD-401可送粉末常规粒径：10-300um送粉率：1-10kg/h送粉率可调送粉器料斗容量：不小于4升。（5）气体配送：用于气体输送的主要设备包括：气体分配器、流量控制器、粉末携带气体控制等。（6）控制部分：①电器控制；②喂料和卸料控制；③供气控制。所有控制均通过控制台开关及调节旋钮进行控制操制作。（7）安全装置:采用完善的安全设计实现对于操作者设备和环境的保护完善的高频电磁屏蔽装置水温流量报警气体流量压力报警电源工作状态监控和报警。三、实验设备及材料仪器：SY129等离子体粉体球化系统材料：W粉四、实验步骤及参数检查所有的水、电、气冷却柜情况承粉瓶阀门打开。氩气消耗量：83L/min×60min=4980L/h氢气消耗量：8L/min×60min=480L/h根据一瓶气体容量8000L一瓶氩气可以至多工作1.5h而一瓶氢气可以工作15~16h。1供粉器：转速（供粉量）调整。黄色箭头按钮精度0.1RPM。2打开control0/1(控制)3启动完成后按下E‐stop/reset（紧急停止复位）键4打开主电源位于设备面板下方5在触摸面板上先点击Manual再点击cooling打开冷却。点击water观察冷却水泵是否打开。箭头所指阀门应该全蓝。6打开灯丝拉Filament0/1（灯丝）旋钮黄灯亮。预热1~2分钟。注意此时灯丝电压表将开始有读数。7在面板上调整反应容器内气压2.5psia然后点击vacuum。8打开GasFlow调整左手边气体流量左边sheathgas（鞘流气）中的argon（氩气）流量调整到60；右边centralgas（中央气体）流量调整到15。注意逆时针旋转是开启顺时针旋转是关闭。9在触摸屏幕上点击standby10确认按钮HFpowercontrol（HF功率控制）归零旋转至最左侧。这一步非常关键。11拉HFpower0/1（高频）按钮绿灯亮此时显示屏应该显示为run状态。显示Run表示plasma可以启动了。12在触摸屏幕上点击H2。13开始等离子体点火。左手逐渐顺时针增大HF功率控制旋钮右手控制栅极调整旋钮注意观察上方三个仪表读数（极压栅流、板流）。左手逐渐增大HF功率控制旋钮此时板压、栅流均增大右手控制控制栅极调整旋钮使栅流保持在0.42和0.45A之间。在某一瞬间等离子体点火成功栅流会突然掉下来板压也下降板流升高。14调整反应容器内气压7psia。15注意观察板流板流大于3.5A后可以开始打开氢气流量阀门位置在左手面板上。如果板流过小这个时候打开氢气流量阀门容易熄灭等离子体。氢气阀门按照1—2—5—8的顺序缓慢加量加量中注意观察板流、板压、栅流三个仪表栅流始终保持0.42和0.45A之间。16打开供粉气体（probegas）流量817逐步提高反应容器内气压最终14.7psia。18确认等离子体功率。本步骤所针对的45um钨粉末需要在接近等离子体最大功率40KW下运行（功率=板压×板流）例如板压8.8KV×板流4.4A=38.72KW栅流始终保持0.42和0.45A之间。19触摸屏上打开送粉按钮（