[发明专利]基于均匀金属液滴喷射的多粒径均匀球形粉体批量制备装置与方法

权利要求书

1.一种基于均匀金属液滴喷射的多粒径均匀球形粉体批量制备装置，其特征在于：包括真空泵(1)、收集箱(2)、冷却柜(3)、感应加热线圈(4)、腔室(5)、隔热板(6)、冷却环(7)、信号发生器(8)、氧含量检测仪(9)、压电陶瓷(10)、振动杆(11)、喷嘴(12)、冷却器(13)、粉体收集器(14)、阻隔板(15)、收集箱气压表(16)、氩气瓶(17)、腔室压力表(18)、坩埚(19)、感应加热器(20)、坩埚压力表(21)、坩埚热电偶(22)、温控器(23)、腔室热电偶(24)、水含量分析仪(25)和紧固件(26)；所述的腔室(5)与坩埚(19)分离，坩埚(19)用于熔融金属原料，氩气瓶(17)通过收集箱压力表(16)向腔室(5)通入氩气，使腔室(5)的金属熔液的压力值可调；信号发生器(8)向压电陶瓷(10)输入可变频率、脉宽、幅值的电信号，喷嘴(12)能够更换，所述的振动杆(11)与喷嘴(12)之间距离可调；所述的腔室(5)中横向和纵向安装多个压电陶瓷(10)，腔室(5)中安装不同尺寸多喷孔的喷嘴(12)；阻隔板(15)用于隔绝相邻压电陶瓷(10)；所述的隔热板(6)和冷却环(7)用于阻隔熔融金属向上传递的热量，所述的冷却器(13)用于调节金属液滴所处的环境温度。

2.根据权利要求1所述的基于均匀金属液滴喷射的多粒径均匀球形粉体批量制备装置，其特征在于：所述振动杆(11)的材料是石墨或者陶瓷的任一种。

3.一种基于权利要求1所述基于均匀金属液滴喷射的多粒径均匀球形粉体批量制备装置的多粒径均匀球形粉体批量制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、选取金属或合金材料作为制备金属粉体的原料，首先通过物理和化学相结合的方法去除金属表面的氧化皮；处理完成后，将原料放入坩埚(19)中，待原料熔化之后输送到腔室(5)中；所述坩埚(19)能够不间断地为腔室(5)输送金属熔液；

步骤二、在腔室(5)顶部的横向和纵向安装多个压电陶瓷(10)；

步骤三、安装喷嘴(12)，同时，利用紧固件(26)调节振动杆(11)与喷嘴(12)之间的距离，使得装置能够适用于不同种类的金属；

步骤四、将振动杆(11)与压电陶瓷(10)进行螺纹连接；

步骤五、通过氩气瓶(17)给收集箱(2)、腔室(5)和坩埚(19)中通入氩气，避免金属熔液和喷嘴(12)受氧化作用的影响；同时为腔室(5)提供压强值可调的气压，保证金属颗粒的稳定喷射；

步骤六、启动冷却柜(3)，把冷却水通入冷却环(7)，降低压电陶瓷(10)附近的温度，同时结合隔热板(6)的作用，使压电陶瓷(10)处在80℃以下；

步骤七、阻隔板(15)使得各喷嘴(12)之间的金属熔液不受相邻压电陶瓷(10)振动的影响，从而保证喷射过程稳定且一致；

步骤八、启动加热控制子系统，根据步骤一选取的金属材料，设定感应加热器(20)的加热温度，确保坩埚(19)和腔室(5)中的金属处于熔融状态；待金属熔液完全熔化且保温15至30分钟后，启动微滴喷射子系统，将信号发生器(8)产生的电信号输入到各个压电陶瓷(10)。