Измельчение материалов в жидкой фазе Измельчение струей жидкости или газа

Получение порошков измельчением материалов в расплавленном состоянии струей жидкости или газа производится следующим образом:

Рис. 7. Диспергирование струи материала.

На струю 1 жидкого материала (рис. 7) (например, полимерного) направляется струя 2 воды или сжатого воздуха из высоконапорной сети 3. При этом образуются частички материала правильной сферической формы.

При соответствующем подборе режимов данного процесса возможно получение полых микросфер за счет захвата воздуха при диспергировании струи.

Такие микросферы могут быть получены из полимера (например, фенольные микросферы), металлов, стекла или даже тугоплавких диэлектриков — оксидов алюминия, циркония. Применение порошков, состоящих из частичек, представляющих собой полые микросферы, позволяет существенно уменьшить массу изготавливаемых из них деталей, получать элементы конструкций теплозащиты, обеспечивать гашение колебаний, в том числе в диапазоне ультразвуковых и радиочастот.

Сферическая форма частиц повышает текучесть порошка, состоящего из таких частиц.

Рис. 8. Устройство для распыления.

Текучесть — способность порошка заполнять полость формы. Физически определяется как масса порошка, истекающего из отверстия воронки диаметром 4 мм на специальной установке за 1 с.

Техническая реализация конструкции форсунки для распыления жидких материалов показана на рис. 8. Устройство содержит керамический тигель 1, в котором нагревают до расплавления материал – металл или полимер. Через сопло 2 происходит истечения материала. Устройство содержит также коллектор, в полость которого через отверстие 4 подается под большим давлением газ, который через наклонные отверстия 5 воздействует на струю материала, обеспечивая ее диспергирование.

Центробежное измельчение материалов

Рис. 9. Центробежный способ получения порошков

Оборудование для получения порошковых материалов способом центробежного диспергирования их расплавов содержит тигель 1 (рис. 9), охлаждающую пневмосистему 2, а также быстро вращающийся диск 3.

Истекающий из тигля поток расплавленного материала 4 попадает торцовую поверхность диска. Угловая скорость вращения диска составляет около 15000 оборотов в минуту. Зона вокруг контура диска охлаждается потоками газа 5, поступающего из кольцевой пневмосистемы.

В результате действия центробежных сил образуются застывшие сферические частички материала 6.

Физико-химические способы получения порошковых материалов Электроэрозионный способ диспергирования.

Рис. 10. Получение порошков электроэрозией.

Процесс электроэрозии заключается в диспергировании металла посредством электрического разряда между диспергируемым материалом и инструментом 1 (рис. 9), то есть за счет разрушения поверхностей электродов при электрическом пробое межэлектродного промежутка.

Инструмент 1 — это катод, который может перемещаться. Он имеет вставку 2 из вольфрама. Между катодом 2 и анодом 3, изготовленным из диспергируемого материала, вращающегося с большой скоростью (около 25000 оборотов в минуту), создается дуга 4. Под действием тепла электрической дуги поверхность анода расплавляется, и под действием центробежных сил происходит образование частичек порошка.