快速凝固制取金属粉末技术的发展状况（三）

　　4．其他雾化方法   
　　4.1电流体动力雾化法(EHDA)                 
    电流体动力雾化法的雾化原理是将几千伏的额定电压施加到发射极毛细管内金属液流的表面上，建立强电场。强电场在熔液表面产生强大的力，足以克服表面张力，使液流发射成小液滴。带电的小液滴加速飞向收集器，若在凝固前撞击到一冷却基体上，就可以获得片状颗粒或形成涂层；若在飞行过程中充分凝固则可获得球形粉末。所得粉末的尺寸可通过调节施加的电场强度、发射极的几何形状和熔液的温度等加以控制，范围为100nm-100μm，当粒度为0.01μm时，    
　　冷却速度达107℃/s[29]。已用这种方法生产出Cu、Is、Al、Fe和Pb等金属粉末。电流体动力雾化法特别适用于制取粒度和粒度分布必须严格控制的非晶或微晶粉末，主要用于快速凝固技术的基础理论研究。
　　4.2 可溶性气体雾化法                
　　可溶性气体雾化法也称为真空雾化法。其原理是在压力下，将被气体(可以是氮气、氢气、氩气)过饱和的金属熔液，经过输送管送入真空室中，由于气压差作用气体突然从熔液中逸出，膨胀，引起金属液破碎成液滴，随后凝固成高纯、无氧化、洁净的金属粉末。所获得的粉末尺寸分布较为分散，约20-100μm。由于冷却主要是在真空中通过辐射进行，因此冷却速度较低，为101-102℃/s。用这种方法已成功地生产了镍基、钴基、铜基和铝基合金粉末[30]。          
　　4.3 电火花刻蚀工艺        
　　电火花刻蚀工艺原理是两块相距很近的电极由要被雾化的金属材料做成，浸在电介质中。对电极施加电压，当电场足够大时，引起阴极发射，不断产生电火花。每次电火花熔化微量的金属，熔化后的金属液立即在电介质中冷却，凝固成球形粉末粒子。电火花刻蚀工艺冷却速度可达105-106℃/s，用来制取各种细颗粒非晶和微晶粉末[31,32]。此工艺工艺参数易控制，细粉的收得率高，但生产率太低，每秒钟仅生产几毫克。          
　　4.4 等离子雾化法              
　　等离子雾化法其中最重要的部分是等离子枪。在枪体内由带电弧的离子化气体构成等离子体。气体可以是Ar或N2,并混有He或H2。由于等离子的温度非常高，从而引起枪体内气体体积急剧膨胀，使等离子气体冲出枪口，进入低压室，液滴速度高达3马赫。等离子雾化法可以用来雾化预合金粉末，如Ni、Al、Mg等，冷却速度在103-106℃/s的范围内，还可以用来在一冷却基体上形成亚稳表面层[33]。   
　　此外，蒸发冷凝法、乳化法、滴管法也都可以用来快速凝固制取金属粉末[16]，但使用均不广泛。
5．国内快速凝固制取金属粉末的发展状况   
　　60年代末，国内成功地用高压水雾化法制取了镍基高温钎焊合金粉末，70年代中期，用水雾化预合金钢粉技术的研究获得成功[34]，这些都是敝开式水雾化法。到80年代，相继出现正压式和负压式密封型高压水雾化制取低含氧量金属粉末的装置，并正式投入生产使用，能制得含氧量较低的高速钢、不锈钢、喷焊用Co基、Ni基、Fe基金属粉末。近十年来，国内研究重点逐渐转向高压气雾化[35]，对环缝式和环孔式气体雾化喷嘴进行了设计和研究[36]，建立了气雾化制铜粉生产线，年生产能力达800～1000吨[37]。对于水雾化和气雾化粉碎过程机理的研究也有一些工作。   
　　中科院金属所、中南工业大学等单位对超声气体雾化进行了研究[38]。国内还开发研制了气体雾化和高速旋转圆盘快凝相结合的快速制粉方法，旋转圆盘用来加快冷却速度，起进一步离心雾化和冷凝作用[39]。另外，还报导了用旋转叶片急冷装置制取粉末的方法，即通过高速旋转的叶片将液流打击粉碎，凝固成合金粉粒，冷却速度达104℃/s以上[40]。          
　　5．结束语                
　　在本世纪七、八十年代快速凝固雾化制粉工艺发展迅速，各种方法纷纷涌现，其中有些工艺方法到九十年代得到了较大完善，并投入大规模工业生产，如高压气体雾化方法、快凝固速度法等。而超声气体雾化法、熔液提取法等也达到了工业生产规模。这些快速凝固雾化制粉工艺方法各具特色、各有自己的适用范围。随着粉末冶金工业的发展，这些工艺方法必将获得更为广泛的应用。   
　　（考试大注册安全工程师）