Диспергирование расплавов

Диспергирование расплавленного металла или сплава струей сжатого газа, жидкости или механическим способом называется распылением.

Процесс распыления характеризуется высокими производительностью, технологичностью, степенью автоматизации, экологически чистый.

В настоящее время метод распыления используют для порошков железа, стали, алюминия, меди, свинца, цинка, тугоплавких металлов (титана, вольфрама и др.), а также сплавов на их основе. Распыление весьма эффективно при получении порошков многокомпонентных сплавов и обеспечивает объемную равномерность химического состава, оптимальное строение и тонкую структуру каждой образующейся частицы. Это связано с перегревом расплава перед диспергированием, приводящим к высокой степени его однородности на атомарном уровне вследствие полного разрушения наследственной структуры твердого состояния и интенсивного перемешивания, и кристаллизацией дисперсных частиц с высокими скоростями охлаждения от 10³ до 10¹¹ градусов в секунду.

Методы распыления металлического расплава различаются по виду энергии, затрачиваемой на его создание (индукционный, электродуговой, электронный, лазерный, плазменный и др.), ввиду силового воздействия на него при диспергировании (механическое воздействие, энергия газовых и водяных потоков, гравитационные силы, электромагнитные, центробежные, ультразвук и др.) и по типу среды для его создания и диспергирования (восстановительная, окислительная, инертная, вакуум).

Особое место занимает дробление струи жидкого металла при сливании его в воду или какую-либо другую жидкую среду, называемое грануляцией и дающее частицы размером > 1 мм.

Учитывая кластерное строение расплава вблизи температуры плавления, большое влияние на структуру, физические свойства и форму частиц распыленного порошка должен оказывать перегрев расплава над ликвидусом.

Чем выше температура перегрева расплава, больше скорость охлаждения и меньше капля, тем больше степень переохлаждения . Это позволяет получать либо сплавы, пересыщенные по одному или многим элементам, либо аморфные материалы.

Для получения высококачественных (чистых по кислороду и азоту порошков) используют инертные среды распыления – инертные газы и вакуум.