采用低温机械碰撞与脉冲放电方法的金属纳米粉体制备
应用物理
2021-12-07 v1
摘要
随着微纳传感器与器件的引入，对纯金属及陶瓷粉末的需求已上升。球形纯金属粉末及其合金是通过粉末冶金路线近净成形制造的关键原材料，也是粉末注射成形和增材制造的喂料。采用雾化工艺获得球形粉末可追溯至 1980 年代，并已开发出不同的维持等离子电流的方式，包括气体雾化、等离子雾化、等离子旋转电极雾化和自由落体雾化。采用上述方法的设施一直昂贵。本文提出两种新工艺，可相对较低成本获得纯球形粉末。第一种方法通过低温环境中经重合射流（即低温重合射流或 CCJ）对粗颗粒进行磨耗，第二种方法涉及由金属电极微米间隔电场击穿形成的等离子通道所放热引起的金属熔融与蒸发（称为电极等离子雾化法或 EPA）。CCJ 方法可能面临诸如高速碰撞导致颗粒冷焊以及因高塑性变形和冷加工导致的工艺低效等挑战，而 EPA 方法仅要求使用导电材料作为电极。通过 EPA 方法获得了平均粒径为 62nm 以及 300-400nm 的钛粉。研究还表明，CCJ 方法有望生产污染低于 0.05wt% 的钛纳米粉体。
引用
@article{arxiv.2112.03055,
title = {Metal nanopowder production by cryogenic mechanical collision and pulsed electric discharge methods},
author = {Arash Rahmati and Amir Abdullah and Kaveh Esmailnia},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.03055},
year = {2021}
}
备注
Submitted to The 28th Annual International Conference of Iranian Society of Mechanical Engineers-ISME2020