資源描述:
《緊耦合氣霧化流場結(jié)構(gòu)和霧化機(jī)理研究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、摘要?dú)忪F化制粉技術(shù)具有粉末球形度高、氧含量低以及冷卻速率大等優(yōu)點(diǎn),是生產(chǎn)高性能球形會(huì)屬及合金粉末的主要方法。隨著粉末冶金工藝的不斷發(fā)展,特別是近年來PM2概念(PowderMetallurgyandParticulateMaterialsTechnology,PM。TEC)的興起,對高性能粉末的需求日益迫切。大批量、低成本制備微細(xì)高性能粉末成為當(dāng)前氣霧化制粉技術(shù)發(fā)展的主要趨勢。然而,氣霧化制粉是一個(gè)多相流相互耦合作用的復(fù)雜過程,人們對氣霧化過程中氣液間相互作用、熔體物性對霧化過程的影響,以及熔體破碎與冷卻之間的耦合關(guān)系等基本問題至今仍未認(rèn)識(shí)清楚。本文通過回
2、顧和總結(jié)氣霧化制粉技術(shù)的發(fā)展歷程,比較分析各種氣霧化技術(shù)的特點(diǎn),消化吸收國際先進(jìn)的緊耦合氣霧化制粉技術(shù)(Close—coupledgasatomization,CCGA),采用理論、實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬方法,針對其氣體流場結(jié)構(gòu)特征、熔體的破碎模式以及冷卻凝固特征開展研究。主要結(jié)論如下:(1)緊耦合氣體流場的數(shù)值模擬探明了緊耦合氣體流場的基本特征,發(fā)現(xiàn)流場由“開渦”轉(zhuǎn)化為“閉渦”狀態(tài)存在一個(gè)臨界氣壓只,B與噴嘴結(jié)構(gòu)相關(guān),隨導(dǎo)液管末端伸出長度△,減小而下降,址為4.55mm時(shí),心為6.4MPa;Al為0時(shí),n為2.0MPa。(2)熔體過熱度對霧化過程和結(jié)果有明顯影響
3、,其作用機(jī)制為:熔體物性隨溫度的非線性變化直接影響熔滴的We數(shù),從而導(dǎo)致霧化模式的改變,引起粉末平均粒度的變化。(3)緊耦合氣霧化“二次破碎”過程中液膜的快速形成及其破碎呈現(xiàn)出彈性特征,其破碎主要包括四種模式:a一液膜前端的“手指式”破裂:b一液膜末端“起皺”破碎;c一液膜邊沿的分形破碎;d一液膜及液滴的相互干擾破碎。(4)氣霧化(某一成分的)砧基合金非晶粉末的實(shí)驗(yàn)和理論分析結(jié)果表明,霧化粉末為晶態(tài)/非晶態(tài)顆粒的混合粉末,粉末的冷卻速率為10匕108K/s;其非晶化l臨界冷卻速率大致為106K/s,非晶顆粒的粒徑基本小于26pro。由于多種破碎模式共存,目
4、前的緊耦合氣霧化技術(shù)仍存在粒度分布較廣、熔滴冷卻速率跨度較大的問題。用于制備非晶合金粉末時(shí),還只能制各出晶態(tài)/tb-晶態(tài)的混合粉末,并且,晶態(tài)與非晶粉末可能存在不同的霧化機(jī)理。為此,進(jìn)一步探討了緊耦合氣霧化高效制備微細(xì)晶態(tài)以及非晶合金粉末的可行方案。關(guān)鍵詞:緊耦合氣霧化,粉末,破碎機(jī)理,快速凝固,非晶合金AbstractWithaseriesofadvantagessuchaShi曲coolingrate,perfectspheredegreeandnearlyfreeoxygencontent,gasatomization,thedominantmeth
5、odofproducinghighqualitymetalandalloypowdefs,hasbeenpracticedwidelyinmodemindustryandnationaldefense.Withtherapiddevelopmentofpowdermetallurgyandotherrelatednewhightechniques,technicalimprovementevenbreakthroughontheatomizationmechanismhavetocarryoutsoastomeettheurgentdemandsforpr
6、oducinguniformandfmepowdersmassivelyatlowcost..However,gasatomizationitselfisanextremelycomplicatedprocesswi如variousinter-coupledfactorsandmulti-phasenuid.whichhasbeennotunderstoodthoroughly.Abriefintroductiononthehistory,progressandpresentsituationofgasatomizationWasgiven,also,ad
7、vantagesanddisadvantagesofsomemaingasatomizationtechnologiesWasanalyzed.Basedonthose,wefoundthatclose-coupledgasatomization(CCGA)istheprevaiemgasatomizationtechnologies,buttherearesomefundamentalquestionsremainedinCCGAsuchasthebasicfeatureofgaSflowfieldofclose-coupledatomizer,thei
8、nfluencesofoperationparametersonp