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利用热喷涂技术制备超细铜锌粉

 表面工程是21世纪工业发展的关键技术之一,表面技术分为表面改性技术、薄膜技术和涂层技术三大类,而热喷涂技术是表面工程领域中十分重要的技术,约占表面工程技术的1/3,是国外50年代发展起来的一项机械零件修复和预保护的新技术。它可以使各种机械设备车辆的零部件使用寿命延长。
涂层可以对材料表面性能(耐磨性、耐蚀性、耐热性等)进行强化或再生,起到保护作用,并对因磨损腐蚀或加工超差引起的零件尺寸减小进行修复。同时,还可以赋予材料表面以特殊性能(电、光、磁等)。现在生产实际中应用比较广泛的方法主要有火焰喷涂法(包括线材火焰喷涂、粉末火焰喷涂、超音速火焰喷涂、爆炸喷涂等)、等离子弧喷涂和电弧喷涂。基于热喷涂市场的巨大潜力及其社会效益和经济效益,在世界范围内,热喷涂技术受到极大关注。

喷涂是指一系列过程,细微而分散的金属或非金属的涂层材料,以一种熔化或半熔化状态,沉积到一种经过制备的基体表面,形成某种喷涂沉积层。它是利用某种热源(如电弧、等离子喷涂或燃烧火焰等)将粉末状或丝状的金属或非金属材料加热到熔融或半熔融状态,然后借助焰留本身或压缩空气以一定速度喷射到预处理过的基体表面,沉积而形成具有各种功能的表面涂层的一种技术。将热喷涂法与机械球磨法相结合,提出一种新的超细铜锌粉末的制备方法。


在采用常规热喷涂工艺参数进行粉末制备的基础上,讨论了球磨时间、球磨助剂、热处理条件对粉末性质的影响,得出最佳的制备方案。该方法可以制备出粒度分布均匀、性质稳定,粒度为200~500nm的超细铜锌粉末。针对超细铜锌粉在液体介质中团聚严重的实际,采用沉降法及分光光度法研究了该粉末在不同的分散剂作用下的分散效果。采用正交试验方法优化了分散剂配方,分析了影响分散性能的各种因素,讨论了各种分散剂的作用机理,找到了不同分散剂的最佳作用条件,从而提高了超细铜锌粉的分散稳定性,为得到性质稳定的超细粉体提供了有效途径。 
  结果表明:球磨工艺及热处理参数对铜锌粉的性能有重要影响。在初始阶段随球磨时间的增加,粉末粒度变大,继续球磨,粉末粒度变小,细化到一定程度后粉末粒度不再随球磨时间的延长显著变化。球磨助剂的加入提高了球磨效率,改善了球磨效果,并且使粉末的分散性得到明显改观。热处理后粉末的粒度增大,微细颗粒的比例减小,表面出现裂纹,降低了粉末的硬度,同时粉末团聚作用减弱。

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