寧波材料所在非晶粉末制備技術(shù)研究中取得進展

　　非晶磁粉具有優(yōu)異的軟磁性能、良好的力學(xué)性能、高的反應(yīng)活性和催化性能等特征，在航空航天、艦船、汽車、冶金和化工等領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。高質(zhì)量的非晶磁粉具有微細、高純、球形化、粒徑分布集中的特點。然而，目前常用的非晶帶材破碎法和水霧化法等制備方法存在著粉末形貌不規(guī)則、粒徑分布范圍寬和氧含量高等問題。國內(nèi)受技術(shù)水平的限制，對非晶磁粉制備設(shè)備的研制工作進展緩慢，相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)更少，因此，亟需研制出一套掌握核心技術(shù)的新型微細非晶粉末制造裝備。

　　中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所磁性材料與器件重點實驗室非晶軟磁團隊通過借鑒國外先進技術(shù)，開發(fā)了新型多級粉碎霧化制粉技術(shù)，其主要工作原理是：首先將金屬液體過熱到一定溫度進行氣體霧化，將金屬液體霧化成液滴，在這個過程中，較小的液滴冷凝收縮成球形，獲得部分完全凝固的球形微細合金粉末；相對較大的未凝固或半凝固的液滴進入高速旋轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)圓盤，在沖擊離心力作用下，金屬液滴沿切線方向噴射出來，形成更加細小的液滴，液滴快速凝固成金屬粉末。經(jīng)過離心粉碎后的液滴平均粒徑可減小到10 μm左右。該方法具有冷速高、生產(chǎn)的粉末粒度細且分布范圍窄、生產(chǎn)成本低、系統(tǒng)能耗低、工藝穩(wěn)定、安全可靠等優(yōu)點，相關(guān)技術(shù)申請了國家發(fā)明專利（申請?zhí)枺?/SPAN>201410421086.5），并正與合作企業(yè)進行中試設(shè)備的研制。

　　在設(shè)備研制過程中，團隊成員全程參與了設(shè)備圖紙的設(shè)計及優(yōu)化，協(xié)助評審和確定中試設(shè)備制造商，對設(shè)備各部件的質(zhì)量及規(guī)格進行把關(guān)，保證了多級粉碎霧化制粉設(shè)備的成功研制。為了確定鐵基非晶合金粉末的最佳制備工藝，團隊派專人全程參與中試設(shè)備制粉工藝的探索工作，通過優(yōu)化熔體過熱度、保溫時間、金屬液流流量、氣體噴射方向、噴射壓力大小、冷卻水的大小與方向、回轉(zhuǎn)圓盤位置和轉(zhuǎn)速等工藝參數(shù)，解決了在粉末制備過程中粉末堆盤、噴嘴堵塞等關(guān)鍵技術(shù)問題，所制備的粉末平均粒徑為17 μm，與單級氣霧化法相比，降低了72%，粉碎效果顯著，實現(xiàn)了粒徑分布集中的微細球狀非晶粉末的制備。今后，雙方將加強合作，實現(xiàn)非晶磁粉的規(guī)?；苽洌⑼苿酉嚓P(guān)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化。

圖1 多級粉碎霧化制粉技術(shù)原理示意圖

　　圖2（a）單級氣霧化法的粉末形貌；（b）多級粉碎霧化法的粉末形貌；（c）粉末粒徑分布范圍比較；（d）粉碎效果示意圖