[发明专利]球形稀有金属粉末制备装置及方法

权利要求书

1.一种球形稀有金属粉末制备装置，其特征在于：包括制粉炉体(1)和带有电子束控制装置(4)的电子枪(3)，以及用于对制粉炉体(1)内部进行抽真空的真空机组(2)和用于给制粉炉体(1)内部充入高纯惰性气体的惰性气瓶组(8)；所述电子枪(3)设置在制粉炉体(1)顶部中心位置处且伸入制粉炉体(1)内部，所述制粉炉体(1)的底部中心位置处设置有旋转动密封(7)，所述旋转动密封(7)的下方设置有用于带动穿过旋转动密封(7)的稀有金属棒料(6)旋转的高速旋转机构(5)，所述稀有金属棒料(6)与高速旋转机构(5)的转动部位固定连接；所述制粉炉体(1)的底部两端设置有向下凸出的出粉口，所述出粉口上连接有出粉阀(11)，所述出粉口的底部设置有收粉容器(9)，位于旋转动密封(7)的两侧到所述出粉口之间的制粉炉体(1)底壁形成了向下倾斜的出粉板(12)；所述惰性气瓶组(8)通过惰性气体传输管(13)与制粉炉体(1)连接，所述真空机组(2)通过抽真空管(14)和设置在抽真空管(14)上的缓冲罐(10)与制粉炉体(1)连接。

2.按照权利要求1所述的球形稀有金属粉末制备装置，其特征在于：所述制粉炉体(1)外轮廓的形状为直径为2m～3m的圆柱形。

3.按照权利要求1所述的球形稀有金属粉末制备装置，其特征在于：所述高速旋转机构(5)为电主轴或高速电机，所述高速旋转机构(5)的转速为20000r/min～30000r/min。

4.按照权利要求1所述的球形稀有金属粉末制备装置，其特征在于：所述惰性气瓶组(8)内部充入的高纯惰性气体为Ar气或He气，所述高纯惰性气体的质量纯度不小于99.999％。

5.按照权利要求1所述的球形稀有金属粉末制备装置，其特征在于：所述稀有金属棒料(6)的直径为50mm～80mm，所述稀有金属棒料(6)的长度为300mm～700mm。

6.一种利用如权利要求1所述装置制备球形稀有金属粉末的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：

步骤一、将用于制备球形稀有金属粉末的稀有金属棒料(6)穿过制粉炉体(1)底部中心位置处的旋转动密封(7)，送入制粉炉体(1)中，并将稀有金属棒料(6)的下端与高速旋转机构(5)的转动部位固定连接，使稀有金属棒料(6)竖直立于制粉炉体(1)内；

步骤二、首先启动真空机组(2)，对制粉炉体(1)内部抽高真空至预设真空度；然后通过惰性气瓶组(8)往制粉炉体(1)内部充入高纯惰性气体，并再次启动真空机组(2)，对制粉炉体(1)内部抽高真空至预设真空度；

步骤三、首先启动高速旋转机构(5)，高速旋转机构(5)带动稀有金属棒料(6)高速旋转；然后启动电子枪(3)，并通过电子束控制装置(4)设置电子束流大小，电子束控制装置(4)控制电子枪(3)发射的电子束斑始终集中于逐渐变短的稀有金属棒料(6)顶端中心，从而使稀有金属棒料(6)顶端迅速熔融形成金属熔体，并被稀有金属棒料(6)高速旋转产生的离心力甩出，雾化成细小雾滴，再冷凝为球形稀有金属粉末；

步骤四、打开出粉阀(11)，冷凝后的球形稀有金属粉末经过出粉板(12)和所述出粉口流入收粉容器(9)中，对制备出的球形稀有金属粉末进行收集。

7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤一中所述稀有金属棒料(6)为采用数控车床精加工的直径为50mm～80mm、长度300mm～700mm的光棒，且所述稀有金属棒料(6)经过了采用去污剂和无水酒精进行的去油污和去杂质的表面处理。

8.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：所述高速旋转机构(5)为电主轴或高速电机，所述高速旋转机构(5)的转速为20000r/min～30000r/min。

9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤二中所述预设真空度为1×10^-3Pa～5×10^-1Pa，步骤二中所述高纯惰性气体为Ar气或He气，所述高纯惰性气体的质量纯度不小于99.999％。

10.按照权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤三中所述电子束流大小为0.1A～5A。