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納米Al粉采用激光法制備工藝

發(fā)布時(shí)間：2015-03-11

    納米Al粉作為一種優(yōu)秀的助燃劑和助燒劑受到了廣泛的關(guān)注。然而，目前一般的加熱方法難以使納米A1粉AlA到較高的產(chǎn)率。此外，納米A1粉的各種性能與粉末的粒度分布關(guān)系密切，控制粉末粒度成為改善粉末性能的關(guān)鍵。因此，研究激光-感應(yīng)復(fù)合加熱蒸發(fā)法制備納米A1粉的工藝參數(shù)與粉末產(chǎn)率及粒度之間的關(guān)系有著明顯的實(shí)際意義。用該法制備Al粉的具體工藝如下所述。
    制備裝置所示，靶材是質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99。99%的工業(yè)純Al，盛放在40mm X 40mm的石墨坩堝中，蒸氣室抽真空到lOPa以下，用高純氬氣清洗兩次后保持Ar壓力為5000Pa，保護(hù)氣嘴懸高量為50mm，啟動(dòng)高頻感應(yīng)電源對(duì)靶材加熱，輸入功率3.5kW，5min后靶材熔化，引入功率為800-1800W的激光，使熔體度迅速上升并汽化，蒸發(fā)一段時(shí)間后停機(jī)冷卻，充人50.5kPa(0.5atm)的Ar及少量空氣鈍化lOh。連續(xù)波C02激光器，可提供2kW以下的激光輸出。
    試驗(yàn)中，在氣嘴與金屬液面以及感應(yīng)圈之間有桔形的紫色高頻等離子弧產(chǎn)生。引入激光后，在高頻等離子弧中央出現(xiàn)了一條較長(zhǎng)的白色光致等離子弧。黑色的金屬煙氣以很高的速度向外噴發(fā)，并沉積在冷卻壁上。圖723是納米Al粉的產(chǎn)率隨激光功率的變化曲線。由圖723可見，加入激光后，粉末產(chǎn)率有一個(gè)跳躍式的提高，并且隨激光功率升高粉末產(chǎn)率急劇提高。當(dāng)激光功率為1800W時(shí)，粉末產(chǎn)率為54g/h。圖724是粉末平均粒度隨激光功率的變化曲線，從中可以看出，加入激光后粉末粒度稍有減小，但隨著激光功率升高，粉末粒度變化不明顯。