超声波助力金属粉末制作

B站影视 内地电影 2025-09-02 19:20 1

摘要:原理:超声波金属制粉主要基于超声波的空化效应以及高频振动作用。在制粉过程中,当超声波作用于液态金属时,会在液体内部产生大量微小的空化气泡,这些气泡在瞬间崩溃时会释放出强大的能量,产生强烈的冲击力和剪切力,从而将液态金属破碎成微小的液滴。随后,这些微小液滴在冷却

超声波雾化制粉技术

原理:超声波金属制粉主要基于超声波的空化效应以及高频振动作用。在制粉过程中,当超声波作用于液态金属时,会在液体内部产生大量微小的空化气泡,这些气泡在瞬间崩溃时会释放出强大的能量,产生强烈的冲击力和剪切力,从而将液态金属破碎成微小的液滴。随后,这些微小液滴在冷却介质中快速凝固,最终形成金属粉末。

设备结构

超声波发生器:这是整个系统的核心部件之一,其作用是产生高频的超声波信号,并将其传输给换能器,能够精准调节输出的超声波频率和功率等参数,以适应不同金属材料以及制粉要求。

换能器:负责将超声波发生器产生的电信号转换为机械振动能,把电能高效转化为高频的机械振动,传递给相连的变幅杆。

变幅杆:进一步放大换能器传来的机械振动幅度,使作用在液态金属上的振动能量达到足以破碎金属液体的强度,确保制粉过程顺利进行。

金属熔化装置:用于将块状的金属原料加热熔化,使其变为液态,常见的有感应加热炉、电弧炉等,要能精准控制熔化温度以及金属液的流量等参数。

冷却收集系统:在液态金属被破碎成小液滴后,及时通过冷却介质(比如惰性气体、冷却液等)让小液滴快速冷却凝固,同时对形成的金属粉末进行收集和后续的筛分、包装等处理。

优势:该技术制备的金属粉末具有高球形度、低含氧量的特点,可满足增材制造对粉末流动性和致密性的严苛要求。例如,Funsonic 通过自动化生产设备,实现了低熔点金属粉体材料的量产,能有效控制金属粉末的均匀性与颗粒度。

工艺特点

粉末粒度可控:通过调节超声波的频率、功率以及液态金属的流速等参数,可以较为精准地控制所制备金属粉末的粒度大小,能够生产出从微米级到纳米级不同粒径范围的金属粉末,满足多样化的工业应用需求。

粉末球形度高:由于超声波破碎和凝固过程相对较为均匀、稳定,所形成的金属粉末往往具有较高的球形度,球形的粉末在很多应用场景中(如 3D 打印等)具有更好的流动性和填充性,有利于提高制品的质量。

纯度较高:该工艺在相对封闭且可控制的环境下进行,减少了外界杂质混入的可能性,并且不需要添加一些可能引入杂质的辅助破碎介质等,所以制备出的金属粉末通常纯度较高。

适用材料范围较广:可以用于多种金属材料的制粉,包括常见的铁、铜、铝等有色金属,也能应用于一些高熔点、难加工的金属及合金材料的制粉。

超声波制粉技术的应用领域

增材制造(3D 打印):为 3D 打印提供高质量的金属粉末原料,像钛合金、铝合金等金属粉末可用于打印航空航天零部件、医疗植入体等复杂精密的部件,其良好的粒度和球形度有助于提高打印过程的稳定性以及成品的性能。

粉末冶金:用于制造各种高性能的粉末冶金制品,如汽车、机械装备中的高强度结构件等,提高制品的密度、强度等性能指标。

电子工业:制备一些高纯度、细粒度的金属粉末用于电子浆料、导电填料等方面,例如银粉、铜粉可应用在电路板的制造、电子封装等环节,提升电子器件的导电性能和可靠性。

喷涂领域:可以作为热喷涂等工艺的优质材料,在金属表面形成高性能的涂层,增强金属表面的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能,广泛应用于机械、能源等行业的设备防护和修复。

来源:睡不醒的科学家

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