BR112018014927A2 - Dispositivo de atomização e método para preparação de pó de liga de metal - Google Patents
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Abstract
a presente descrição refere-se a um dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, incluindo um corpo principal fornecido com uma câmara de atomização. a câmara de atomização inclui uma entrada que é configurada para introduzir o líquido de liga metálica; um sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão que é configurado para fornecer um gás inerte de alta pressão como um meio de atomização e energia para o líquido de liga metálica introduzido em uma zona de atomização da câmara de atomização, para atomizar o líquido de liga metálica; e um sistema de tubulação de gás contendo oxigênio que é configurado para transferir o gás contendo oxigênio para a zona de atomização, parar passivar uma superfície do pó de liga metálica obtida após a atomização. a presente descrição descreve adicionalmente um método de preparação de pó de liga metálica.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para DISPOSITIVO DE ATOMIZAÇÃO E MÉTODO PARA PREPARAÇÃO DE PÓ DE LIGA DE METAL.
Referência Cruzada [0091] O presente pedido é baseado no pedido Internacional No. PCT/CN2017/120070, depositado em 29 de dezembro de 2017, que é baseado em e reivindica prioridade do pedido de patente chinês No. 201710660519.6, depositado em 4 de agosto de 2017, e a totalidade do conteúdo é incorporada aqui por referência.
Campo Técnico [0092] A presente descrição se refere a, mas não limitada a um dispositivo de atomização, e mais particularmente a um dispositivo de atomização para preparação de um pó de liga de metal.
Antecedentes [0093] Atualmente, os pós de liga utilizados em um campo de preparação de energia solar são preparados basicamente por um dispositivo de preparação de pó de atomização de gás. O dispositivo de preparação de pó por atomização de gás é utilizado para preparação de vários pós de metal. Componentes metálicos respectivos no pó de liga aplicados ao campo de uma energia solar possuem pontos de fusão muito diferentes, por exemplo, ,em uma liga de cobre, índio e gálio, o índio possui um ponto de fusão de 156,6 QC, o gálio possui um ponto de fusão de 29,8 QC, e o cobre possui um ponto de fusão de 1083,4 QC. Existem fases de liga com base em índio e compostos intermetálicos de cobre e gálio em grande quantidade em uma fase de liga de cobre, índio e gálio, mas visto que o ponto de fusão da liga com base em índio é relativamente menor e a faixa de temperatura de coexistência de sólido e líquido da liga de cobre, índio e gálio é relativamente maior (a temperatura de coexistência de sólido e líquido possui uma faixa de 250 -600 QC), que resulta no fato de os pós de liga fabricados pelo
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2/20 dispositivo de preparação de pó por atomização de gás apresentarem um fenômeno de agregação e aderência séria. Um grande número de satélites pequenos fixados às superfícies de partículas dos pós de liga, que não apenas tornam o rendimento de pó de liga muito baixo, mas também resultam em baixa fluidez dos pós de liga, de modo a afetar o uso contínuo de pós de liga, por exemplo, um sistema de transferência de pó é normalmente bloqueado quando da transferência de pós de liga e quando a transferência de pó desigual ocorre, quando os materiais alvo são pulverizados, e o desempenho dos produtos produzidos pode ser final mente afetado.
Sumário [0094] Doravante, a presente matéria como descrita na presente descrição será ilustrada, mas não deve limitar o escopo de proteção das reivindicações.
[0095] De acordo com um aspecto da presente descrição, um dispositivo de atomização para preparação do pó de liga metálica, incluindo:
[0096] um corpo principal fornecido com uma câmara de atomização, a câmara de atomização é fornecida com uma entrada e uma zona de atomização, a entrada é configurada para introduzir o líquido de liga metálica;
[0097] um sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão que é configurado para fornecer um gás inerte de alta pressão introduzido em uma zona de atomização da câmara de atomização, para atomizar o líquido de liga metálica; e [0098] um sistema de tubulação de gás contendo oxigênio que é configurado para transferir o gás contendo oxigênio para a zona de atomização.
[0099] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde o sistema de tubulação de gás contendo oxigênio inclui uma tubulação
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3/20 de gás contendo oxigênio e um dispositivo de entrada de gás em uma comunicação com a tubulação de gás contendo oxigênio, e a tubulação de gás contendo oxigênio transfere o gás contendo oxigênio para a zona de atomização pelo dispositivo de entrada de gás.
[0100] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde um disco de armazenamento é disposto na câmara de atomização, uma cavidade de armazenamento é disposta no disco de armazenamento, e a tubulação de gás contendo oxigênio está em comunicação com o dispositivo de entrada de gás através da cavidade de armazenamento.
[0101] De acordo com a modalidade da presente descrição, na qual a tubulação de gás contendo oxigênio é uma tubulação de gás contendo oxigênio de baixa pressão, uma pressão da tubulação de gás contendo oxigênio de baixa pressão está em uma faixa de 0,2 MPa a 0,9 MPa.
[0102] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde o dispositivo de entrada de gás inclui uma pluralidade de dutos metálicos igualmente espaçados em uma direção circunferencial da câmara de atomização.
[0103] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde o dispositivo de entrada de gás inclui um duto de conexão em comunicação com a tubulação de gás contendo oxigênio e um duto em formato de anel em comunicação com o duto de conexão; e furos de pulverização de gás são fornecidos no duto em formato de anel e igualmente espaçados em uma direção circunferencial do duto em formato de anel.
[0104] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde o sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão inclui uma tubulação de gás inerte de alta pressão e um bocal de gás, e o bocal de gás está em comunicação com a tubulação de gás inerte de alta pressão e é configurado para pulverizar o gás inerte de alta pressão na direção
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4/20 de uma entrada.
[0105] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde um disco de pulverização é disposto na câmara de atomização; uma cavidade em comunicação com o bocal de gás é disposta no disco de pulverização; e os bocais de gás são igualmente espaçados em uma direção circunferencial do disco de pulverização.
[0106] De acordo com uma modalidade da presente descrição, os bocais de gás são cortes em formato de anel.
[0107] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde a entrada passa através do meio do disco de pulverização e um bocal de gás no disco de pulverização é disposto na direção da entrada.
[0108] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde um disco de armazenamento é disposto na câmara de atomização, uma cavidade de armazenamento é disposta no disco de armazenamento e a tubulação de gás contendo oxigênio está em comunicação com o dispositivo de entrada de gás através da cavidade de armazenamento; um disco de pulverização é disposto na câmara de atomização; uma cavidade em comunicação com o bocal de gás é disposta no disco de pulverização; e os bocais de gás são igualmente espaçados em uma direção circunferencial do disco de pulverização, o disco de pulverização é apresentado em um formato de anel, e o disco de pulverização é disposto no disco de armazenamento.
[0109] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde ambos o sistema de tubulação de gás contendo oxigênio e o sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão são fornecidos com um dispositivo de controle de fluxo de gás e um dispositivo de regulagem de pressão.
[0110] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde o corpo principal inclui adicionalmente uma câmara de fusão a vácuo que é fornecida com um dispositivo de fusão e um dispositivo de
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5/20 aquecimento, o dispositivo de aquecimento é configurado para aquecer o dispositivo de fusão, e o dispositivo de fusão possui uma saída de líquido que está em comunicação com a câmara de atomização através de um duto-guia de fluxo.
[0111] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde uma manga de aquecimento e isolamento é fornecida em uma periferia do duto-guia de fluxo.
[0112] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde a câmara de fusão a vácuo é disposta através da câmara de atomização, o corpo principal é fornecido com uma placa separando a câmara de fusão a vácuo e a câmara de atomização.
[0113] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde um tanque de coleta de pó é conectado de forma destacável à parte inferior da câmara de atomização.
[0114] De acordo com uma modalidade da presente descrição, onde a câmara de atomização é fornecida com uma saída de gás; a saída de gás está em comunicação com um dispositivo de tratamento de gás de exaustão; e o dispositivo de tratamento de gás de exaustão inclui um separador de ciclone e um dispositivo de filtro de pó que são conectados em sequência.
[0115] De acordo com outro aspecto da presente descrição, um método para preparação de pó de liga metálica, incluindo:
[0116] a introdução de um pó de liga metálica em uma câmara de atomização;
[0117] a pulverização de um gás inerte de alta pressão no líquido da liga metálica, para atomizar o líquido de liga metálica; e [0118] a introdução de gás contendo oxigênio na câmara de atomização de modo a passivar uma superfície do pó de liga metálica obtida após a atomização.
[0119] Na presente descrição, os versados na técnica devem
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6/20 compreender:
[0120] um gás inerte de alta pressão se refere a um gás inerte (por exemplo, nitrogênio ou argônio) possuindo uma pressão capaz de realizar a atomização do líquido de liga metálica quando sendo pulverizado para o líquido de liga metálica, como fornecido por um sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão;
[0121] a passivação de superfície do pó de metal de liga se refere à oxidação menor da superfície do pó de liga metálica pode inibir a aderência efetiva do pó de liga metálica um ao outro, para reduzir a formação de esferas satélites.
[0122] A micro-oxidação da superfície do pó de liga metálica se refere a obtenção do objetivo de passivação da superfície do pó de liga metálica, e também o formato esférico do pó de liga metálica não pode ser alterado devido ao grau de não oxidação do pó de liga metálica, e o teor de oxigênio total do pó de liga metálica é oxidado na superfície do pó de liga metálica em um nível mais baixo possível, de modo que um alvo de pó de cobre, índio, gálio seja criado a partir de pó de cobre, índio e gálio, que corresponde completamente às necessidades de unidade de uso do alvo de pulverização.
[0123] Gás contendo oxigênio de baixa pressão se refere a uma pressão na tubulação de gás contendo oxigênio, que pode alcançar a micro-oxidação da superfície do pó de liga metálica.
[0124] O duto em formato anular não está limitado a uma tubulação em um formato de anel, e também inclui as tubulações em outros formatos que formam um circuito fechado, em comunicação com o duto de conexão, para liberar o gás contendo oxigênio.
[0125] Outras características e vantagens da descrição serão apresentadas parcial mente na descrição que segue e em parte se tornarão aparentes aos versados na técnica ou podem ser aprendidas a partir da prática da presente descrição. Os objetivos e outras
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7/20 vantagens da presente descrição podem ser realizados e obtidos pela estrutura particularmente destacada na descrição escrita e nas reivindicações além de nos desenhos em anexo.
Breve Descrição dos Desenhos [0126] Os desenhos em anexo, que são incluídos para fornecer uma compreensão adicional da solução técnica da presente descrição e que constitui uma parte da presente descrição, ilustram as modalidades da presente descrição e, juntamente com a descrição, servem para explicar a solução técnica da presente descrição, e não são fornecidas para limitar a solução técnica da presente descrição.
[0127] A figura 1 é uma vista transversal de uma modalidade do dispositivo de atomização de acordo com a presente descrição;
[0128] figura 2 é um fluxograma de um método de preparação de pós de liga de metal, de acordo com a presente descrição;
[0129] figura 3 é uma vista transversal de outra modalidade do dispositivo de atomização, de acordo com a presente descrição;
[0130] figura 4 é uma vista estrutural esquemática de um dispositivo de entrada de gás no dispositivo de atomização, de acordo com a presente descrição; e [0131] figura 5 é uma vista estrutural esquemática da parte inferior de um duto metálico em formato de anel no dispositivo de entrada de gás, de acordo com a presente descrição.
Descrição Detalhada [0132] As características, aspectos e vantagens acima da presente descrição se tornarão mais aparentes a partir da descrição detalhada a seguir dessa descrição quando levada em consideração em conjunto com os desenhos em anexo. Deve-se notar que, as modalidades na presente descrição e características nas modalidades podem ser combinadas uma com a outra de forma arbitrária sem qualquer conflito. [0133] Uma modalidade da presente descrição fornece um
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8/20 dispositivo de atomização para preparar o pó de liga metálica que inclui um corpo principal fornecido com uma entrada e uma câmara de atomização, um sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão e um sistema de tubulação de gás contendo oxigênio.
[0134] A entrada que é configurada para introduzir o líquido de liga metálica.
[0135] O sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão é configurado para fornecer um gás inerte de alta pressão como um meio de atomização e energia para o líquido de liga metálica introduzido em uma zona de atomização da câmara de atomização, para atomizar o líquido de liga metálica;
[0136] o sistema de tubulação de gás contendo oxigênio que é configurado para transferir gás contendo oxigênio para a zona de atomização, para passivar uma superfície do pó de liga metálica obtida após a atomização.
[0137] A modalidade da presente descrição também fornece um método de preparação de pó de liga metálica. Um fluxograma do método é ilustrado na figura 2. O método inclui:
[0138] a introdução de líquido de liga metálica em uma câmara de atomização;
[0139] a pulverização de um gás inerte de alta pressão ao líquido de liga metálica para atomizar o líquido de liga metálica; e [0140] a introdução de um gás contendo oxigênio em uma zona de atomização da câmara de atomização, de modo que a zona de atomização se torne uma atmosfera de oxidação, de modo a passivar uma superfície do pó de liga metálica obtida após a atomização.
[0141] Especificamente, a descrição será feita em detalhes com referência a uma primeira modalidade e uma segunda modalidade abaixo.
[0142] Primeira Modalidade
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9/20 [0143] Como ilustrado na figura 1, um dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica inclui um corpo principal 1 possuindo uma câmara de atomização 3, um sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão e um sistema de tubulação de gás contendo oxigênio. A câmara de atomização 3 é fornecida com uma entrada 30 e uma zona de atomização 31. O corpo principal 1 possui um corpo de torre cilíndrica e uma parte de fundo cônica. Uma câmara de fusão a vácuo 2 e uma câmara de automação 3 são dispostos no corpo principal 1, de cima para baixo. A câmara de fusão a vácuo 2 é disposta diretamente acima da câmara de atomização 3, e é separada da câmara de atomização 3 por uma placa. Um dispositivo de fusão 5 e um dispositivo de aquecimento 4 são fornecidos na câmara de fusão a vácuo 2. Nessa modalidade, o dispositivo de fusão 5 é um cadinho. O dispositivo de aquecimento 4 é disposto em torno de uma periferia do dispositivo de fusão 5. O dispositivo de fusão 4 pode aquecer o dispositivo de fusão 5 até que todos os metais de liga no dispositivo de fusão 5 sejam fundidos no líquido de liga metálica. Uma saída de líquido 18 é fornecida na parte inferior do dispositivo de fusão 5. O dispositivo de fusão 5 é comunicado com uma extremidade de um duto-guia de fluxo 6 através da saída de líquido 18. A saída de líquido 18 pode orientar o líquido de liga metálica no dispositivo de fusão 5 para dentro do duto-guia de fluxo 6. Antes da atomização, a saída de líquido 18 é bloqueada por um dispositivo de vedação mecânica (não ilustrado). Quando da atomização, o dispositivo de vedação mecânica controla o fechamento da saída de fluido 18 como necessário, e, dessa forma, o controle do líquido de liga metálica para fluir através do duto-guia de fluxo 6 para um ponto de atomização.
[0144] O duto-guia de fluxo 6 passa através da placa para separar a câmara de fusão a vácuo 2 da câmara de atomização 3, e possui uma saída 7 na outra extremidade para comunicar com uma parte superior
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10/20 da câmara de atomização 3, de modo que o líquido de liga metálica possa ser transferido para a parte superior da câmara de automação 3 para ser atomizado. Uma manga de aquecimento e isolamento é fornecida na periferia externa do duto-guia de fluxo 6, e pode aquecer o duto-guia de fluxo 6 para uma temperatura predeterminada antes de iniciar a operação de atomização, de modo a evitar que a solução de liga metálica seja solidificada no duto-guia de fluxo 6 para bloquear o duto-guia de fluxo em uma fase de iniciação de atomização.
[0145] Uma tubulação de gás inerte de alta pressão 8, um disco de pulverização em formato anular 9 e um bocal de gás 10 fornecidos na parte superior da câmara de atomização 3. A tubulação de gás inerte de alta pressão 8 é utilizada para transferir gás inerte de alta pressão para a câmara de atomização 3. O disco de pulverização em formato de anel é fixado na zona de atomização 31 da câmara de atomização 3, e é fornecido com uma cavidade em formato de anel 11. A entrada 30 penetra o meio do disco de pulverização 9. Uma pluralidade de bocais de gás 10 é comunicada na parte inferior do disco de pulverização em formato de anel 9, e os bocais de gás 10 são distribuídos no disco de pulverização em formato anular 9 em uma direção circunferencial, ou configurados como cortes em formato de anel. Quando a atomização é iniciada, a tubulação de gás inerte de alta pressão 8 transfere o gás inerte de alta pressão para a cavidade em formato de anel 11 no disco de pulverização em formato anular 9 para armazenamento, e, então, o gás inerte de alta pressão na cavidade em formato de anel 11 é transferida para dentro do bocal de gás 10, de modo que o bocal de gás pulverize continuamente e de forma estável o gás inerte de alta pressão. Uma estrutura oca, isto é, uma cavidade em formato anular 11 é definida perto da parte central do disco de pulverização em formato de anel 9. O duto-guia de fluxo 6 atravessa a parte central do disco de pulverização em formato de anel 9, e os bocais de gás 10 na parte
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11/20 inferior do disco de pulverização em formato de anel 9 são distribuídos em torno da saída 7 do duto-guia de fluxo 6. Os bocais de gás 10 são dispostos na direção da saída 7 do duto-guia de fluxo 6, de modo que o gás inerte de alta pressão pulverizado a partir dos bocais de gás 10 seja pulverizado para a saída 7 do duto-guia 6. Quando a atomização é iniciada, a solução de liga metálica no duto-guia de fluxo 6 flui para fora da saída 7, e os bocais de gás 10 pulverizam o gás inerte de alta pressão para a solução de liga metálica que flui para fora da saída 7, de modo a atomizar a solução de liga metálica.
[0146] Uma tubulação de gás contendo oxigênio 12, um disco de armazenamento 13, e um dispositivo de entrada de gás 14 são fornecidos adicionalmente na parte superior da câmara de atomização 3 nessa modalidade. O disco de armazenamento 13 é disposto na zona de atomização 31. A tubulação de gás contendo oxigênio 12 é utilizada para transferir o gás contendo oxigênio para dentro da câmara de atomização 3. O disco de armazenamento 13 é apresentado em um formato anular, e é fornecido com uma cavidade de armazenamento em formato anular 15. O disco de pulverização 9 é disposto no disco de armazenamento 13. A tubulação de gás contendo oxigênio 12 é comunicada com a cavidade de armazenamento 15. Um dispositivo de entrada de gás 14 é disposto na parte inferior do disco de armazenamento 13, e possui uma pluralidade de dutos metálicos dispostos verticalmente, tal como dutos de aço inoxidável. Os dispositivos de entrada de gás 14 são igualmente distribuídos na parte inferior do disco de armazenamento 13 em uma direção circunferencial. O dispositivo de entrada de gás 14 possui uma extremidade em comunicação com a cavidade de armazenamento 15, e a outra extremidade fixada verticalmente na parte superior da câmara de atomização 3. Quando a atomização é iniciada, a tubulação de gás contendo oxigênio 12 primeiramente transfere o gás contendo oxigênio
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12/20 para a cavidade de armazenamento 15 no disco de armazenamento 13 para fins de armazenamento, e o gás contendo oxigênio na cavidade de armazenamento 15 é adicionalmente transferido para dentro do dispositivo de entrada de gás 14, de modo que o dispositivo de entrada 14 transfira o gás contendo oxigênio para dentro da câmara de atomização 3.
[0147] O gás contendo oxigênio pode passivar a superfície do pó de liga metálica durante a atomização da solução de liga metálica. Visto que as gotículas formadas pela atomização da solução de liga metálica no processo de atomização possuem diferentes tamanhos. As gotículas ou partículas com tamanhos diferentes possuem velocidades diferentes em um fluxo de ar de atomização estável, isso é, quanto menor a partícula, maior a velocidade, de modo que partículas menores sempre pretendam colidir com partículas maiores com menor velocidade. De forma significativa, o pó de liga metálica cuja superfície foi passivada pode, raramente, ser anexado por partículas menores, para inibir a formação de esferas satélites, especial mente possui um efeito significativo na liga de índio tal como a liga de cobre, índio e gálio, que possui uma faixa grande de zona de coexistência de sólido e líquido.
[0148] Nessa modalidade, a tubulação de gás contendo oxigênio 12 é comunicada com o dispositivo de entrada de gás 14 através da cavidade de armazenamento 15. A cavidade de armazenamento 15 permite que o dispositivo de entrada de gás 14 pulverize o gás contendo oxigênio sob um ambiente de pressão estável, dessa forma, o controle de fluxo preciso do gás contendo oxigênio pode ser realizado com facilidade. Os dispositivos de entrada de gás 14, de acordo com a presente descrição, são igual mente espaçados na direção circunferencial da câmara de atomização 3, de modo que o gás contendo oxigênio transferido para dentro da câmara de atomização 3 pelo dispositivo de entrada de gás 14 possa ser igualmente distribuído.
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13/20 [0149] Nessa modalidade, a tubulação de gás contendo oxigênio 12 é uma tubulação de gás contendo oxigênio de baixa pressão, onde a tubulação de gás contendo oxigênio de baixa pressão se refere a um duto no qual a pressão de gás é de 0,2 MPa a 0,9 MPa. A tubulação de gás contendo oxigênio de baixa pressão pode introduzir um gás contendo oxigênio de baixa pressão na câmara de atomização 3, de modo que um controle de fluxo preciso do gás contendo oxigênio a uma taxa de fluxo baixa possa ser alcançado.
[0150] Nessa modalidade, a tubulação de gás contendo oxigênio 12 e a tubulação de gás inerte de alta pressão 8 são respectivamente fornecidos com um dispositivo de controle de fluxo de gás e um dispositivo de regulagem de pressão. O dispositivo de controle de fluxo de gás e o dispositivo de regulagem de pressão são respectivamente utilizados para controlar a taxa de fluxo e a pressão do gás na tubulação de gás contendo oxigênio 12 e na tubulação de gás inerte de alta pressão 8. O dispositivo de controle de fluxo de gás e o dispositivo de regulagem de pressão na tubulação de gás contendo oxigênio 12 permitem que o gás contendo oxigênio pulverizado pelo dispositivo de entrada de gás 14 forme uma atmosfera de oxidação controlável na câmara de atomização 3. A propriedade de oxidação na câmara de atomização 3 é determinada pela concentração de oxigênio e taxa de fluxo de gás contendo oxigênio, tal como a taxa de fluxo do gás contendo oxigênio dentro da zona de atomização 31 na câmara de atomização 3, de modo a controlar o grau de oxidação das pequenas gotículas e pequenas partículas durante a atomização da solução de liga metálica. Portanto, esse processo controlável de oxidação pode ser utilizado para alcançar a modificação e passivação da superfície do pó de liga metálica.
[0151] Nessa modalidade, um tanque de coleta de pó 16 é conectado de forma destacável à parte inferior da câmara de
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14/20 atomização 3, onde o tanque de coleta de pó 16 é conectado à parte inferior da câmara de atomização 3 através de um flange. O tanque de coleta de pó 16 é utilizado para coletar o pó de liga formado pela atomização na câmara de atomização 3, isso é, o pó de liga obtido pela atomização pode ser obtido pela desmontagem do tanque de coleta de pó 16.
[0152] Nessa modalidade, a câmara de atomização 3 é fornecida com uma saída de gás que está em comunicação com um dispositivo de tratamento de gás de exaustão. O dispositivo de tratamento de gás de exaustão inclui um separador de ciclone 17 e um dispositivo de filtragem de poeira que são conectados em sequência. O dispositivo de tratamento de gás de exaustão permite que o gás atomizado flua para fora da câmara de atomização 3 através da saída de gás, separe o pó fino pelo separador de ciclone 17 e então seja filtrado por um dispositivo de filtro de pó para ser descarregado para dentro da atmosfera.
[0153] Em um processo de preparação de atomização da presente descrição, os materiais brutos metálicos respectivos são completamente fundidos no dispositivo de fusão 5. Antes da atomização, a saída de líquido 18 na parte inferior do dispositivo de fusão 5 é bloqueada por um dispositivo de vedação mecânico (por exemplo, um dispositivo de êmbolo), e nenhum líquido de liga metálica pinga na câmara de atomização 3 através do duto-guia de fluxo 6. Quando a atomização é iniciada, o dispositivo de vedação mecânico da saída de líquido 18 na parte inferior do dispositivo de fusão 5 é erguido por um mecanismo conectado ao exterior, e o líquido de liga metálica flui para a parte superior da câmara de atomização 3 (isto é, uma posição central da estrutura oca no meio do disco de pulverização em formato de anel 9) através do duto-guia de fluxo 6. Nesse momento, os comutadores da tubulação de gás inerte de alta pressão 8 e a tubulação de gás contendo oxigênio 12 são abertas, e a taxa de fluxo e pressão
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15/20 do gás inerte de alta pressão são ajustados para um valor especificado, de modo que um fluxo de ar de alta velocidade seja gerado, e excedendo até mesmo a velocidade do som quando o gás inerte de alta pressão atravessa o bocal de gás 10 na parte inferior do disco de pulverização em formato de anel 9, de modo a interagir de forma violenta com o líquido da liga metálica que flui para fora do duto-guia de fluxo 6, e, dessa forma, o gás inerte de alta pressão é atomizado em gotículas finas, e as gotículas finas são então resfriadas, de forma forçada, rapidamente durante a propulsão do fluxo de ar, de modo que o pó de liga metálica possa ser obtido. Ao mesmo tempo, o gás contendo oxigênio orientado através do disco de armazenamento 13 e o dispositivo de entrada de gás 14 é introduzido na zona de atomização 31 na câmara de atomização. O oxigênio contido no gás contendo oxigênio muda a zona de atomização 31 em uma atmosfera de oxidação controlável, de modo que gotículas pequenas durante o voo e o resfriamento formem a micro-oxidação de superfície, para passivar a superfície do pó de liga metálica obtido, de modo a inibir a aderência mútua dos pós de liga metálica e reduzir a formação de esferas satélites, especialmente com um efeito importante nas ligas de índio, tal como as ligas de cobre, índio e gálio, que possuem uma grande faixa de zona de coexistência de sólido e líquido.
[0154] A presente descrição pode ajustar de forma eficiente a concentração de oxigênio na câmara de atomização 3 pelo ajuste da pressão e da taxa de fluxo do gás contendo oxigênio, para controlar o grau de oxidação da superfície do pó de liga metálica, de modo a alcançar um objetivo de a superfície do pó de liga metálica ser passivada, e também de o formato esférico do pó de liga metálica não ser alterado devido ao grau de não oxidação do pó de liga metálica, e do conteúdo de oxigênio como um todo do pó de liga metálica ser o mais baixo possível, por exemplo, o teor de oxigênio do pó de cobre, índio e
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16/20 gálio preparado pelo dispositivo e método é inferior a 5000 ppm, por exemplo, 100 a 1500 ppm. Depois do teste, um alvo de pó de cobre, índio e gálio é criado a partir do pó de cobre, índio e gálio, que corresponde total mente às necessidades de uso do alvo de pulverização.
Segunda Modalidade [0155] Diferenças entre a segunda modalidade e a primeira modalidade se encontram no fato de, como ilustrado na figura 3, na figura 4 e na figura 5, o dispositivo de entrada de gás 14 na figura 1 ser substituído por um dispositivo de entrada de gás incluindo um duto de conexão 19 e um duto metálico em formato de anel 20, onde o duto de conexão 19 é fixado verticalmente na parte superior da câmara de atomização 3, e o duto de conexão 19 possui uma extremidade em comunicação com a cavidade de armazenamento 15 no disco de armazenamento 13, e a outra extremidade em comunicação com o duto metálico de formato anular 20; e os furos de pulverização de gás são fornecidos na parte inferior do duto metálico de formato anular 20, e são igualmente espaçados na direção circunferencial do duto metálico em formato anular 20. O gás contendo oxigênio passa através da tubulação de gás contendo oxigênio 12, da câmara de armazenamento 15, e do duto de conexão 19 e, finalmente, para o duto metálico em formato anular 20, e é pulverizado a partir dos furos de pulverização de gás do duto metálico em formato anular 20. Portanto, nessa modalidade, os furos de pulverização de gás no duto metálico em formato anular 20 podem ser mais preferivelmente utilizados para a transferência e distribuição uniformes do gás contendo oxigênio na zona de atomização.
[0156] Efeitos vantajosos da presente descrição são apresentados como segue:
[0157] 1. A tubulação de gás contendo oxigênio e o dispositivo de
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17/20 entrada de gás são fornecidos na câmara de atomização da presente descrição. A tubulação de gás contendo oxigênio transfere o gás contendo oxigênio para dentro da câmara de atomização através do dispositivo de entrada de gás. O gás contendo oxigênio que pode passivar a superfície do pó de liga metálica durante a solução de liga metálica é atomizado. Visto que gotículas formadas pela atomização da solução de liga metálica no processo de atomização possuem tamanhos diferentes. As gotículas ou partículas com tamanhos diferentes possuem velocidades diferentes em um fluxo de ar de atomização estável, isso é, quanto menor a partícula, maior a velocidade, de modo que partículas menores sempre pretendam colidir com partículas maiores com menor velocidade. De forma significativa, o pó de liga metálica cuja superfície foi passivada pode ser raramente fixado por partículas menores, para inibir a formação de esferas satélites e reduzir o fenômeno de aderência dos pós, possuindo especialmente um efeito significativo na liga de índio tal como cobre, índio e gálio, que possui uma grande faixa de zona de coexistência de sólido e líquido.
[0158] 2. Na presente descrição, o dispositivo de controle de fluxo de gás e o dispositivo de regulagem de pressão são fornecidos na tubulação de gás contendo oxigênio, de modo que o gás contendo oxigênio seja pulverizado pelo dispositivo de entrada de gás para formar uma atmosfera de oxidação com uma concentração de oxigênio controlável na câmara de atomização. A propriedade do oxigênio na câmara de atomização 3 é determinada pela concentração de oxigênio e pela taxa de fluxo do gás contendo oxigênio, de modo que a taxa de fluxo do gás contendo oxigênio na zona de atomização na câmara de atomização 3, de modo a controlar o grau de oxidação das pequenas gotículas e pequenas partículas durante a solução de liga metálica, esteja sendo atomizada. Portanto, esse processo de oxidação controlável pode ser utilizado para alcançar a modificação e passivação
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18/20 da superfície do pó de liga metálica, e o teor de oxigênio do pó não pode afetar o desempenho de utilização dos produtos finais.
[0159] 3. Na presente descrição, a saída de gás da câmara de atomização é comunicada com o dispositivo de tratamento de gás de exaustão para permitir que o gás atomizado flua para fora da câmara de atomização através da saída de gás, separe o pó fino pelo separador de ciclone, e então seja filtrado por um dispositivo de filtro de pó a ser descarregado na atmosfera.
[0160] 4. Na presente descrição, um tanque de coleta de pó é conectado de forma destacável à parte inferior da câmara de atomização, de modo que o pó de liga metálica formado pela atomização na câmara de atomização caia no tanque de coleta de pó, e o pó de liga obtido pela atomização possa ser obtido pela desmontagem do tanque de coleta de pó.
[0161] 5. Na presente descrição, a tubulação de gás contendo oxigênio é a tubulação de gás contendo oxigênio de baixa pressão, que pode introduzir um gás contendo oxigênio de baixa pressão na câmara de atomização, de modo que um controle de fluxo preciso do gás contendo oxigênio em uma taxa de fluxo baixa possa ser alcançado.
[0162] 6. Na presente descrição, a tubulação de gás contendo oxigênio é comunicada com o dispositivo de entrada de gás através da cavidade de armazenamento. A cavidade de armazenamento permite que o dispositivo de entrada de gás pulverize gás contendo oxigênio sob um ambiente de pressão estável, dessa forma, o controle preciso do fluxo de gás contendo oxigênio pode ser realizado com facilidade.
[0163] 7. Na presente descrição, o dispositivo de entrada de gás é uma pluralidade de dutos de metal que são igualmente espaçados em uma direção horizontal, de modo que o gás contendo oxigênio transferido para dentro da câmara de atomização por dutos metálicos possa ser igualmente distribuído.
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19/20 [0164] 8. Na presente descrição, o dispositivo de entrada de gás inclui o duto metálico em formato de anel e os furos de pulverização de gás dispostos no duto metálico em formato de anel, de modo que o gás contendo oxigênio transferido a partir da câmara de atomização através dos furos de pulverização de gás seja igualmente distribuído.
[0165] 9. Na presente descrição, a tubulação de gás inerte de alta pressão é comunicada com o bocal de gás através do disco de pulverização em formato anular, e o disco de pulverização em formato anular permite que o bocal de gás pulverize o gás inerte de alta pressão sob um ambiente de pressão estável, que pode realizar efetivamente o controle preciso de fluxo do gás inerte de alta pressão.
[0166] 10. Na presente descrição, uma manga de aquecimento e isolamento é fornecida na periferia externa do duto-guia de fluxo, e pode aquecer o duto-guia de fluxo a uma temperatura predeterminada antes de iniciar a operação de atomização, de modo a evitar que a solução de liga metálica seja solidificada no duto-guia de fluxo para bloquear o dutoguia de fluxo e uma fase de início de atomização.
[0167] A presente descrição é um exemplo em um princípio das modalidades do presente pedido, e não define a presente descrição de forma alguma ou limita a presente descrição a uma modalidade específica. Para os versados na técnica, seria óbvio que os elementos, métodos e sistemas das soluções técnicas nas modalidades da presente descrição podem ser variados, alterados, modificados e evoluídos sem se distanciar das modalidades e soluções técnicas da presente descrição como descrito acima, por exemplo, o princípio, conceito e escopo como definidos nas reivindicações. As soluções técnicas envolvendo as variações, mudanças, alterações e evoluções mencionadas acima estão todas incluídas nas modalidades equivalentes da presente descrição, que estão incluídas no escopo das reivindicações. Apesar de as modalidades da presente descrição
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20/20 poderem ser consubstanciadas em muitas formas diferentes, algumas modalidades da presente descrição são descritas em detalhes aqui. Adicionalmente, as modalidades da presente descrição incluem qualquer combinação possível de algumas ou todas as várias modalidades descritas aqui, também dentro do escopo como definido pelas reivindicações da presente descrição. Todas as patentes, pedidos de patente, e outros documentos citados como mencionados em outro lugar na presente descrição ou em qualquer patente mencionada, pedido de patente mencionado ou outros documentos mencionados são, dessa forma, incorporados por referência na presente descrição como um todo.
[0168] A descrição acima pretende ser ilustrativa e não exaustiva. Para os versados na técnica, essa especificação propõe quaisquer mudanças e alternativas. Para os versados na técnica, essa especificação propõe muitas mudanças e alternativas. Todas essas alternativas e variações devem ser incluídas dentro do escopo das reivindicações, onde o termo compreende significa incluir, mas não limitado a. As modalidades preferidas da presente descrição são descritas aqui, e seria reconhecido pelos versados na técnica que outras variações equivalentes das modalidades descritas aqui também estão incluídas nas reivindicações em anexo.
Claims (9)
- REIVINDICAÇÕES1. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, caracterizado pelo fato de compreender:um corpo principal fornecido com uma câmara de atomização, a câmara de atomização é fornecida com uma entrada e uma zona de atomização, a entrada é configurada para introduzir um líquido de liga metálica;um sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão que é configurado para fornecer gás inerte de alta pressão introduzido em uma zona de atomização da câmara de atomização, para atomizar o líquido de liga metálica; e um sistema de tubulação de gás contendo oxigênio que é configurado para transferir gás contendo oxigênio para a zona de atomização.
- 2. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de tubulação de gás contendo oxigênio compreender uma tubulação de gás contendo oxigênio e um dispositivo de entrada de gás em uma comunicação com a tubulação de gás contendo oxigênio, e a tubulação de gás contendo oxigênio transferir o gás contendo oxigênio para a zona de atomização pelo dispositivo de entrada de gás.
- 3. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de um disco de armazenamento ser disposto na câmara de atomização, uma cavidade de armazenamento ser disposta no disco de armazenamento, e a tubulação de gás contendo oxigênio estar em comunicação com o dispositivo de entrada de gás através da cavidade de armazenamento.
- 4. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de oPetição 870180063025, de 20/07/2018, pág. 61/762/3 dispositivo de entrada compreender uma pluralidade de dutos metálicos, igualmente espaçados em uma direção circunferencial da câmara de atomização.
- 5. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o dispositivo de entrada de gás compreender um duto de conexão em comunicação com a tubulação de gás contendo oxigênio e um duto em formato de anel em comunicação com a tubulação de gás contendo oxigênio e um duto em formato anular em comunicação por fluido com o duto de conexão, e os furos de pulverização de gás são fornecidos no duto em formato de anel e igualmente espaçados em uma direção circunferencial do duto em formato de anel.
- 6. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o sistema de tubulação de gás inerte de alta pressão compreender uma tubulação de gás inerte de alta pressão e um bocal de gás, e o bocal de gás estar em comunicação com a tubulação de gás inerte de alta pressão e ser configurado para pulverizar o gás inerte de alta pressão na direção de uma entrada.
- 7. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um disco de pulverização ser disposto na câmara de atomização; uma cavidade em comunicação com o bocal de gás ser disposta no disco de pulverização; e os bocais de gás serem igualmente espaçados em uma direção circunferencial do disco de pulverização.
- 8. Dispositivo de atomização para preparação de pó de liga metálica, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o corpo principal compreender adicionalmente uma câmara de fusão a vácuo que é fornecida com um dispositivo de fusão e um dispositivo de aquecimento, o dispositivo de aquecimento sendo configurado paraPetição 870180063025, de 20/07/2018, pág. 62/763/3 aquecer o dispositivo de fusão, e o dispositivo de fusão possuindo uma saída de líquido que está em comunicação com a câmara de atomização através de um duto-guia de fluxo.
- 9. Método de preparação de pó de liga metálica, caracterizado pelo fato de compreender:a introdução do líquido de liga metálica em uma câmara de atomização;a pulverização de um gás inerte de alta pressão ao líquido de liga metálica, para atomizar o líquido de liga metálica; e a introdução de um gás contendo oxigênio em uma câmara de atomização, de modo a passivar uma superfície do pó de liga metálica obtido após a atomização.
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