等離子體球化鎢粉方案

球形鎢粉是一種重要的鎢粉形態，用球形鎢粉製備的多孔材料具有更均勻的孔隙，在生產中能夠根據工藝控制產品的透氣性能，因此它將取代常規的鎢粉用於製作多孔鎢部件，如大功率脈衝微波管的陰極、電子的鋇鎢陰極、高溫下的氣體分佈板以及氣體過濾材料等。

在熱噴塗領域，球形鎢粉因其流動性好，得到的塗層更均勻、緻密，因而產品具有更好的耐磨性。在粉末冶金工藝中，因球形鎢粉的壓坯在燒結過程中收縮非常均勻，可實現良好的尺寸控制。此外，用球形鎢粉製造的火箭噴嘴襯套，在熱應力下具有良好的抗斷裂性和抗腐蝕性。

目前，國內制球形鎢粉主要有以下幾種方法：1.採用鎢粉二次氧化再還原的技術，可以得到准球形的鎢粉，且成本較低，但是球化不充分；2.利用制粒燒結法生產應用於熱噴塗的球形粉末，可制得粒徑40～750μm的球形鎢粉，但制得的鎢粉末緻密度不高，且顆粒直徑較大，粉末較粗；

3.從WF₆制取細顆粒(3～5μm)球形鎢粉，該方法涉及到強烈腐蝕性的氣氛，勞動條件比較惡劣，對環保要求很高；4.鎢棒用旋轉電極直流弧等離子體法製備球形鎢粉，該方法只能製備較粗的粉末(150～1700μm)，不能製備尺寸較小精細球形鎢粉，而且設備成本十分昂貴。

近年來，等離子體做熱源在微米亞微米以及某些納米粉末材料的球化處理方面，具有較大的技術優勢。射頻等離子體炬弧體碩大、弧流穩定、易於調節控制，使之易應用於超細粉末材料處理技術領域。使用等離子體製備球形鎢粉的過程有：

1.建立穩定運行的氬等離子體炬：向等離子體反應器輸入50slpm、60slpm或者65slpm持續氬氣流，感應線圈載入高電壓，同時點火器放電，高壓線圈感應耦合及點火器電暈觸發，使氬氣電離產生氬等離子體炬。此時使整個等離子體反應器內保持負壓狀態，即可保證等離子體炬穩定運行。

2.利用攜帶氣體將金屬鎢粉(原粉)注入氬等離子體炬的芯部高溫區加熱。攜帶氣體可用氬氣、氫氣等在高溫環境中不與金屬粉體發生化學反應的氣體。加熱時間隨氣粉流“飛離”等離子體炬而結束，持續時間僅為140毫秒～170毫秒。鎢粉被送入等離子體炬的芯部高溫區，吸收大量的熱量，顆粒表面開始熔化，當顆粒重量的50％(至少)被熔化時，由於表面張力的作用，形成球形度很高的鎢粉顆粒。

3.將加熱熔融後的鎢粉顆粒液滴冷卻固化形成球形鎢粉末。在輻射、對流、傳導和化學四種傳熱機制作用下，被迅速加熱而熔化。當顆粒熔化到至少50％(按重量計算)時，熔融的顆粒在表面張力的作用下形成球形度很高的液滴，並在極高的溫度梯度(10-6K/m)下迅速冷卻、進入熱交換室驟冷凝固，從而形成球形的顆粒。這一球化過程只要工藝參數設置合適，可達到近乎100％的球化率。

4.將氣體抽離，收集球形鎢粉。球化過程完成後，將氣體抽離、處理排放，球化粉體進入收集儲罐，自動計量收集。

通過建立穩定氬等離子體，調節等離子體參數，從而對鎢粉原料進行加熱，冷卻固化後分離得到精細球形鎢粉，得到的鎢粉具有比鎢原粉更好的流動性、更高的密度、純度和顆粒表面光潔度，粉末顆粒孔隙率低；可以改變鎢粉顆粒的形狀，球化率高，並且增加了粉末的表觀密度，增加了鎢粉流動性，提高了鎢粉的物理性能，並且成本低廉。

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