本實(shí)用新型涉及合金粉末制備技術(shù)，具體來(lái)說(shuō)是一種制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置。
背景技術(shù)：
：吸波材料是一類能夠?qū)㈦姶拍苻D(zhuǎn)化成熱能或其他形式能量的功能材料，在軍用裝備和電子通訊領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。吸波材料大體由兩部分組成：吸收劑和基體粘結(jié)劑，其中吸收劑的電磁特性決定了吸波材料對(duì)入射電磁波的損耗能力。金屬合金粉是一類重要的、應(yīng)用最為廣泛的電磁波吸收劑，尤其是磁性合金微粉，如Fe-Si-Al，羰基鐵粉，F(xiàn)e-Ni等。大量的研究表明，除了合金粉末的內(nèi)稟屬性以外，粉末的形貌和含氧量對(duì)磁粉的電磁性能有著重要的影響。一般來(lái)說(shuō)，具有特殊形貌(尤其是具備形狀各向異性)的合金粉顯現(xiàn)出更加優(yōu)良的電磁性能(高的磁導(dǎo)率μ和介電常數(shù)ε)，對(duì)電磁波具有更好的損耗能力。例如，在體積填充濃度和成分相同的情況下，片狀或針狀的電磁波吸收劑的電磁特性和吸波性能明顯優(yōu)于球狀吸收劑。具有特殊形貌的金屬合金粉電磁波吸收劑的制備方法主要包括物理法和化學(xué)法。物理法包括球磨法、機(jī)械合金化法、熔融紡絲法、拉拔法等，可以制備片狀或纖維狀的合金粉電磁波吸收劑。物理法原理相對(duì)簡(jiǎn)單，工藝易于控制，因此有利于大批量生產(chǎn)。然而目前大部分的物理法僅限于制備片狀或纖維狀的電磁波吸收劑，其他形貌的吸收劑鮮有報(bào)道?；瘜W(xué)法可以制備多種特殊形貌的合金粉電磁波吸收劑，如纖維狀、片狀、中空球狀、中空纖維狀、立方體狀、短棒狀等。然而化學(xué)法通常成本較高，工藝復(fù)雜，不易控制，很難批量生產(chǎn)。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本實(shí)用新型的目的在于克服以上現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供了一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、工藝簡(jiǎn)單、容易控制及適于批量生產(chǎn)的制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：一種制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置，包括真空泵，真空泵通過抽氣管道與霧化室連接，霧化室底部為集粉臺(tái)，霧化室下部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)軸伸入到霧化室內(nèi)，傳動(dòng)軸頂部連接離心盤，離心盤中設(shè)有若干流道，離心盤上方為導(dǎo)流管，導(dǎo)流管與坩堝連接，坩堝外部設(shè)有保溫爐。所述離心盤包括外殼套和石墨盤，外殼套與傳動(dòng)軸連接，外殼套內(nèi)設(shè)置石墨盤，石墨盤中間設(shè)有與圓形槽，圓形槽與導(dǎo)流管相對(duì)設(shè)置，圓形槽四周向外輻射設(shè)置有若干流道。所述導(dǎo)流管與離心盤之間的垂直距離為5～30mm。所述流道數(shù)量大于10個(gè)。所述霧化室內(nèi)徑大于2m，霧化室內(nèi)氣壓為0.05～0.08MPa。所述導(dǎo)流管內(nèi)壁需光滑平整，導(dǎo)流管內(nèi)徑尺寸為4～8mm，導(dǎo)流管長(zhǎng)度小于200mm。所述流道直徑為1～2mm。所述離心盤高度為25～80mm，離心盤直徑為60～120mm。上述的制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：(1)、按照設(shè)定成分熔煉合金，并保證合金液具備過熱度，同時(shí)預(yù)熱保溫爐，保證坩堝溫度不低于合金液溫度，開啟真空泵，對(duì)霧化室進(jìn)行抽真空處理，調(diào)控霧化室內(nèi)氣壓；(2)、開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)至設(shè)定轉(zhuǎn)速；(3)、將具有一定過熱度的合金液澆注至已預(yù)熱完全的坩堝中，合金液經(jīng)由導(dǎo)流管、離心轉(zhuǎn)盤，在離心力的作用下分裂成金屬液滴，經(jīng)球化、冷卻、凝固，最終散落在集粉臺(tái)上；(4)、霧化結(jié)束后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)和真空泵，收集合金粉末。所述離心盤包括外殼套和石墨盤，外殼套與傳動(dòng)軸連接，外殼套內(nèi)設(shè)置石墨盤，石墨盤中間設(shè)有與圓形槽，圓形槽與導(dǎo)流管相對(duì)設(shè)置，圓形槽四周向外輻射設(shè)置有若干流道；導(dǎo)流管與離心盤之間的垂直距離為5～30mm；流道數(shù)量大于10個(gè)；霧化室內(nèi)徑大于2m，霧化室內(nèi)氣壓為0.05～0.08MPa；導(dǎo)流管內(nèi)壁需光滑平整，導(dǎo)流管內(nèi)徑尺寸為4～8mm，導(dǎo)流管長(zhǎng)度小于200mm；流道直徑為1～2mm；離心盤高度為25～80mm，離心盤直徑為60～120mm。本實(shí)用新型相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下的優(yōu)點(diǎn)及效果：1、本實(shí)用新型包括真空泵，真空泵通過抽氣管道與霧化室連接，霧化室底部為集粉臺(tái)，霧化室下部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)軸伸入到霧化室內(nèi)，傳動(dòng)軸頂部連接離心盤，離心盤中設(shè)有若干流道，離心盤上方為導(dǎo)流管，導(dǎo)流管與坩堝連接，坩堝外部設(shè)有保溫爐，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)便宜、工藝簡(jiǎn)單、容易控制及適于批量生產(chǎn)等特點(diǎn)。2、傳統(tǒng)的離心霧化工藝通常制備的合金粉末為球狀，而本實(shí)用新型制備的形狀為紡錘形。3、本實(shí)用新型中的離心盤采用外殼套與石墨盤組合的方式，外殼套起到支撐和與傳動(dòng)軸聯(lián)結(jié)的作用，保證了整個(gè)離心盤的安全性和精度，同時(shí)有利于加工安裝。選用耐高溫、導(dǎo)熱性優(yōu)良、熱伸縮系數(shù)小的石墨為離心盤的主體材質(zhì)，保證粉體制備過程中的穩(wěn)定性和使用壽命，同時(shí)獨(dú)特的流道設(shè)計(jì)，是制備紡錘形合金粉末的關(guān)鍵。4、本實(shí)用新型配有真空抽氣裝置，控制霧化室內(nèi)的氣壓，一方面，霧化室內(nèi)適度的負(fù)壓可以起到輔助導(dǎo)流的作用，避免合金液在導(dǎo)流管中的堵塞；另一方面，可以在一定程度上避免合金粉的氧化。5、本實(shí)用新型無(wú)需高精度或高真空裝置，成本低廉，過程易于控制，生產(chǎn)效率高。6、本實(shí)用新型制備紡錘形合金粉吸收劑比球形吸收劑具有更加優(yōu)良的電磁特性，吸波性能更為優(yōu)異。7、本實(shí)用新型導(dǎo)流管與離心盤之間的垂直距離為5～30mm，更有利于制備，效果好。8、本實(shí)用新型霧化室內(nèi)徑大于2m，霧化室內(nèi)氣壓為0.05～0.08MPa，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量和效率。附圖說(shuō)明圖1為一種制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型中離心盤的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為本實(shí)用新型中圖2的A-A面結(jié)構(gòu)示意圖。圖中標(biāo)號(hào)與名稱如下：1真空泵2抽氣管道3霧化室4集粉臺(tái)5驅(qū)動(dòng)電機(jī)6傳動(dòng)軸7離心盤8流道9導(dǎo)流管10坩堝11保溫爐12外殼套13石墨盤具體實(shí)施方式為便于本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例1：如圖1～3所示，一種制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置，包括真空泵，真空泵通過抽氣管道與霧化室連接，霧化室底部為集粉臺(tái)，霧化室下部設(shè)有驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)軸伸入到霧化室內(nèi)，傳動(dòng)軸頂部連接離心盤，離心盤中設(shè)有若干流道，離心盤上方為導(dǎo)流管，導(dǎo)流管與坩堝連接，坩堝外部設(shè)有保溫爐。本實(shí)施例中的離心盤包括外殼套和石墨盤，外殼套與傳動(dòng)軸連接，外殼套內(nèi)設(shè)置石墨盤，石墨盤中間設(shè)有與圓形槽，圓形槽與導(dǎo)流管相對(duì)設(shè)置，圓形槽四周向外輻射設(shè)置有若干流道。本實(shí)施例中的導(dǎo)流管與離心盤之間的垂直距離為5mm；流道數(shù)量大于10個(gè)；霧化室內(nèi)徑大于2m，霧化室內(nèi)氣壓為0.05MPa。本實(shí)施例中的導(dǎo)流管內(nèi)壁需光滑平整，導(dǎo)流管內(nèi)徑尺寸為4mm，導(dǎo)流管長(zhǎng)度小于200mm；流道直徑為1mm；離心盤高度為25mm，離心盤直徑為60mm。上述的制備紡錘形合金粉電磁波吸收劑的裝置的實(shí)現(xiàn)方法，包括以下步驟：(1)、按照設(shè)定成分熔煉合金，并保證合金液具備過熱度，同時(shí)預(yù)熱保溫爐，保證坩堝溫度不低于合金液溫度，開啟真空泵，對(duì)霧化室進(jìn)行抽真空處理，調(diào)控霧化室內(nèi)氣壓；(2)、開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，調(diào)至設(shè)定轉(zhuǎn)速；(3)、將具有一定過熱度的合金液澆注至已預(yù)熱完全的坩堝中，合金液經(jīng)由導(dǎo)流管、離心轉(zhuǎn)盤，在離心力的作用下分裂成金屬液滴，經(jīng)球化、冷卻、凝固，最終散落在集粉臺(tái)上；(4)、霧化結(jié)束后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)和真空泵，收集合金粉末。實(shí)施例2：本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：本實(shí)施例中的導(dǎo)流管與離心盤之間的垂直距離為30mm；霧化室內(nèi)氣壓為0.08MPa；導(dǎo)流管內(nèi)徑尺寸為8mm，導(dǎo)流管長(zhǎng)度小于200mm；流道直徑為2mm；離心盤高度為80mm，離心盤直徑為120mm。實(shí)施例3：本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：本實(shí)施例中的導(dǎo)流管材質(zhì)為石墨，內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑尺寸為5mm，長(zhǎng)度為150mm，導(dǎo)流管與離心盤之間的距離為20mm，離心盤的外殼套材質(zhì)為45鋼，厚度為5mm，石墨盤中均勻分布20個(gè)內(nèi)壁光滑的流道，流道內(nèi)徑為1.5mm，離心盤高度為50mm，直徑為80mm，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可調(diào)速，最高轉(zhuǎn)速為14000轉(zhuǎn)/分鐘，霧化室內(nèi)徑為2.4m。以純Al，純Fe，SiFe為原材料，制備Fe-Si-Al合金粉末。具體制備步驟如下：(1)、按比例稱量純Al，純Fe，SiFe，將原材料放入中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉，待合金熔化后，將金屬液繼續(xù)加熱，使其具有300℃的過熱度。同時(shí)預(yù)熱保溫爐，坩堝溫度比合金液溫度高20℃。開啟真空泵，對(duì)霧化室進(jìn)行抽真空處理，使其霧化室氣壓為0.07MPa。(2)、開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)至8000轉(zhuǎn)/分鐘。(3)、將合金液傾澆注至坩堝中，合金液經(jīng)由導(dǎo)流管、離心轉(zhuǎn)盤，在離心力的作用下分裂成金屬液滴，經(jīng)球化、冷卻、凝固，最終散落在集粉臺(tái)上。(4)、霧化結(jié)束后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)和真空泵，收集合金粉，用于測(cè)試分析。利用掃描電子顯微鏡對(duì)合金粉進(jìn)行微觀分析，合金粉形貌為紡錘形。將紡錘形粉末填充到熔化的石蠟中，制成內(nèi)徑為3.04mm，外徑為7mm，厚度為2mm的同軸樣品，粉末的體積填充比為35％，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)樣品進(jìn)行電磁特性測(cè)量，測(cè)試頻段為2—6GHz。為了便于對(duì)比，購(gòu)買市售的成分相同的氣霧化法制備的球形合金粉末制備成同軸樣品，合金粉末體積填充比同樣為35％。磁粉在2GHz，4GHz，和6GHz頻點(diǎn)下的電磁特性(磁導(dǎo)率μ和介電常數(shù)ε)測(cè)試結(jié)果如表1所示，其中，μ′為磁導(dǎo)率實(shí)部，μ〞為磁導(dǎo)率虛部，ε′為介電常數(shù)實(shí)部，ε〞為介電常數(shù)虛部。由表1可知，紡錘形和球形Fe-Si-Al合金粉的磁導(dǎo)率實(shí)部μ′相差不大，但紡錘形合金粉的磁導(dǎo)率虛部μ〞明顯高于球形粉，顯現(xiàn)出更加優(yōu)良的磁損耗性能。而兩種合金粉的介電常數(shù)虛部ε〞均較小，相差不大，但紡錘形合金粉的介電常數(shù)實(shí)部ε′明顯高于球形粉，表明紡錘形合金粉具有更加優(yōu)良的介電性能。表1紡錘形和球形Fe-Si-Al合金粉末電磁性能對(duì)比實(shí)施例4：本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：導(dǎo)流管材質(zhì)為石墨，內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑尺寸為4mm，長(zhǎng)度為100mm，導(dǎo)流管與離心盤之間的距離為5mm，離心盤的外殼套材質(zhì)為45鋼，厚度為3mm，石墨盤中均勻分布40個(gè)內(nèi)壁光滑的流道，流道內(nèi)徑為1mm，離心盤高度為25mm，直徑為60mm，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可調(diào)速，最高轉(zhuǎn)速為14000轉(zhuǎn)/分鐘，霧化室內(nèi)徑為2m。以純Cr，純Al，純Fe，SiFe為原材料，制備Fe-Si-Cr-Al合金粉末。具體制備步驟如下：(1)按比例稱量純Cr，純Al，純Fe，SiFe，將原材料放入中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉，待合金熔化后，將金屬液繼續(xù)加熱，使其具有400℃的過熱度。同時(shí)預(yù)熱保溫爐至合金液的溫度。開啟真空泵，對(duì)霧化室進(jìn)行抽真空處理，使其霧化室氣壓為0.05MPa。(2)開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)至6000轉(zhuǎn)/分鐘。(3)將合金液傾澆注至坩堝中，合金液經(jīng)由導(dǎo)流管、離心轉(zhuǎn)盤，在離心力的作用下分裂成金屬液滴，經(jīng)球化、冷卻、凝固，最終散落在集粉臺(tái)上。(4)霧化結(jié)束后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)和真空泵，收集合金粉，用于測(cè)試分析。利用掃描電子顯微鏡對(duì)合金粉進(jìn)行微觀分析，合金粉形貌為紡錘形。將紡錘形粉末填充到熔化的石蠟中，制成內(nèi)徑為3.04mm，外徑為7mm，厚度為2mm的同軸樣品，粉末的體積填充比為30％，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)樣品進(jìn)行電磁特性測(cè)量，測(cè)試頻段為2—6GHz。為了便于對(duì)比，購(gòu)買市售的成分相同的氣霧化法制備的球形合金粉末制備成同軸樣品，合金粉末體積填充比同樣為30％。磁粉在2GHz，4GHz，和6GHz頻點(diǎn)下的電磁特性(磁導(dǎo)率μ和介電常數(shù)ε)測(cè)試結(jié)果如表2所示，其中，μ′為磁導(dǎo)率實(shí)部，μ〞為磁導(dǎo)率虛部，ε′為介電常數(shù)實(shí)部，ε〞為介電常數(shù)虛部。由表2可知，紡錘形和球形Fe-Si-Cr-Al合金粉的磁導(dǎo)率實(shí)部μ′相差不大，但紡錘形合金粉的磁導(dǎo)率虛部μ〞明顯高于球形粉，顯現(xiàn)出更加優(yōu)良的磁損耗性能。而兩種合金粉的介電常數(shù)虛部ε〞均較小，相差不大，但紡錘形合金粉的介電常數(shù)實(shí)部ε′明顯高于球形粉，表明紡錘形合金粉具有更加優(yōu)良的介電性能。表2紡錘形和球形Fe-Si-Cr-Al合金粉末電磁性能對(duì)比實(shí)施例5：本實(shí)施例與實(shí)施例1不同之處在于：導(dǎo)流管材質(zhì)為石墨，內(nèi)壁光滑，內(nèi)徑尺寸為8mm，長(zhǎng)度為190mm，導(dǎo)流管與離心盤之間的距離為30mm，離心盤的外殼套材質(zhì)為45鋼，厚度為6mm，石墨盤中均勻分布10個(gè)內(nèi)壁光滑的流道，流道內(nèi)徑為2mm，離心盤高度為80mm，直徑為120mm，驅(qū)動(dòng)電機(jī)可調(diào)速，最高轉(zhuǎn)速為12000轉(zhuǎn)/分鐘，霧化室內(nèi)徑為4m。以純Ni和純Fe為原材料，制備Fe-Ni合金粉末。具體制備步驟如下：(1)按比例稱量純Ni和純Fe，將原材料放入中頻感應(yīng)熔煉爐中熔煉，待合金熔化后，將金屬液繼續(xù)加熱，使其具有100℃的過熱度。同時(shí)預(yù)熱保溫爐，其溫度比合金液溫度高50℃。開啟真空泵，對(duì)霧化室進(jìn)行抽真空處理，使其霧化室氣壓為0.08MPa。(2)開啟驅(qū)動(dòng)電機(jī)，轉(zhuǎn)速調(diào)至11000轉(zhuǎn)/分鐘。(3)將合金液傾澆注至坩堝中，合金液經(jīng)由導(dǎo)流管、離心轉(zhuǎn)盤，在離心力的作用下分裂成金屬液滴，經(jīng)球化、冷卻、凝固，最終散落在集粉臺(tái)上。(4)霧化結(jié)束后，關(guān)閉驅(qū)動(dòng)電機(jī)和真空泵，收集合金粉，用于測(cè)試分析。利用掃描電子顯微鏡對(duì)合金粉進(jìn)行微觀分析，合金粉形貌為紡錘形。將紡錘形粉末填充到熔化的石蠟中，制成內(nèi)徑為3.04mm，外徑為7mm，厚度為2mm的同軸樣品，粉末的體積填充比為40％，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)樣品進(jìn)行電磁特性測(cè)量，測(cè)試頻段為2—6GHz。為了便于對(duì)比，購(gòu)買市售的成分相同的氣霧化法制備的球形合金粉末制備成同軸樣品，合金粉末體積填充比同樣為40％。磁粉在2GHz，4GHz，和6GHz頻點(diǎn)下的電磁特性(磁導(dǎo)率μ和介電常數(shù)ε)測(cè)試結(jié)果如表3所示，其中，μ′為磁導(dǎo)率實(shí)部，μ〞為磁導(dǎo)率虛部，ε′為介電常數(shù)實(shí)部，ε〞為介電常數(shù)虛部。由表3可知，紡錘形和球形Fe-Ni合金粉的磁導(dǎo)率實(shí)部μ′相差不大，但紡錘形合金粉的磁導(dǎo)率虛部μ〞明顯高于球形粉，顯現(xiàn)出更加優(yōu)良的磁損耗性能。而兩種合金粉的介電常數(shù)虛部ε〞均較小，相差不大，但紡錘形合金粉的介電常數(shù)實(shí)部ε′明顯高于球形粉，表明紡錘形合金粉具有更加優(yōu)良的介電性能。表3紡錘形和球形Fe-Ni合金粉末電磁性能對(duì)比上述具體實(shí)施方式為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并不能對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行限定，其他的任何未背離本實(shí)用新型的技術(shù)方案而所做的改變或其它等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。當(dāng)前第1頁(yè)1 2 3