球形粉體的一些特性是其他形貌（如不規則、角形、片狀等）粉體不具備也無法替代的，粒徑平均（單分散）的球形粉體主要優勢表現為高流動、高分散、高填充等，適用于對精度、成型、表面質量等有嚴格要求的應用，如增材制造、先進陶瓷、粉末冶金、電子涂層等。但球形粉體的門檻也高，包括復雜的生產工藝，較高的材料和加工成本支出，最關鍵的則在于專業技術和高端設備的支撐。湖南天際智慧材料科技有限公司（天際智慧）針對不同材料和應用推出“真空熔煉氣霧化”、“旋轉盤離心霧化”和“等離子體霧化”三大系列制粉裝備，以及基于“燃氣火焰球化”和“射頻等離子體球化”技術的兩大系列粉體改性裝備，為中高端球形粉體實現國產替代，降低尖端科研應用領域“卡脖子”風險提供了強大助力！以下就對天際智慧的球形粉體制備和改性技術及裝備，以及有基于此的高性能材料中試服務做個簡單介紹。

一、制粉

1、真空熔煉氣霧化制粉

真空熔煉氣霧化制粉裝置

原理：在真空或氣體保護加熱條件下，熔煉的金屬熔液經過保溫中間包坩堝限流導流管，導入高壓氣體霧化器高速氣體射流將金屬液體破碎霧化成大量細小的液滴，液滴在沉積冷卻過程中表面張力作用下凝固成球形或是亞球形粉末顆粒。

應用領域：

案例

GH4169分級粉（鎳基高溫合金）

FeSiAI合金粉末（磁性吸波材料）

2、等離子體霧化制粉

等離子體霧化制粉裝置

原理：天際智慧掌握射頻等離子體、直流轉移弧等離子體、直流非轉移弧等離子體及微波等離子體應用技術。由于電離氣體的導電性，使電弧能量迅速轉移并變成氣體的熱能，形成一種高溫氣體射流(溫度5000℃以上)，從而可以用作高強度熱源。金屬及其合金、陶瓷(絲材、棒材、固轉液)通過特殊設計的送料裝置使物料經過等離子體槍產生的超高溫射流中熔融霧化，最后通過控制冷卻速率，得到球形微納米粉體。

應用領域：

1、金 屬：Cu、Fe、A1、Mo、W、NiRe、Ta、Ti 等及其合金；

2、氧化物：AI₂0₃、Mg0、Ti0₂、Zr0₂、Si0₂等；

3、碳化物：WC、TiC、B4C、SiC等；

4、氮化物：GaN、TiN、BN等。

案例

3、旋轉盤離心霧化制粉

旋轉盤離心霧化制粉裝置

原理：原材料加熱熔煉澆注到保溫中間包坩堝，通過限流導出管裝置導到高速旋轉盤中心，在高速旋轉盤上面形成一層沿徑向分布熔液薄膜，在離心力的作用下，熔液薄膜到達旋轉盤邊緣破碎霧化成細小液滴，經過氣體冷卻凝固凝形成球形粉末。

參數指標：

可制備毫米級顆粒及微米級金屬合金粉末材料，粒度均勻且無空心球；大大減少了生產成本和工序耗氣量小，且粉末收得率高，產品日產量可達噸級。

應用領域：

可制備1200℃以下熔點的金屬及其合金(如：Cu、Ag、AI、Li、Zn、Mg、Sn、Cd等)。

案例

二、改性

1、燃氣火焰球化（600℃-2500℃）

燃氣火焰球化裝置

原理：通過特殊設計的燃氣燃燒器按照設定的噴射角度和火焰長度噴射高溫火焰，在球化室形成高溫火焰區；形狀不規則的原材料粉末用運載氣體(空氣)經送粉器噴入高溫火焰區，粉末顆粒在高溫燃氣火焰的灼燒下吸收大量的熱，表面迅速融化，并以極高的速度進入反應器在快速氣冷和表面張力的雙重作用下，冷卻凝固成球形粉末后被收集。

參數指標：

球化送粉范圍（5-100μm）為優；

最高產能500kg/h；

氧化硅、氧化鋁球形度可達98%。

案例

球化前后對比

2、射頻等離子體球化（＜5000℃）

射頻等離子體球化裝置

原理：在高頻電源作用下，氧化或還原性氣氛氣體、性氣體(可附加氫氣)被電離，形成穩定的高溫氣體等離子體；形狀不規則的原料粉末用運載(性)氣體經送粉器噴入等離子炬中；粉末顆粒在高溫等離子體中吸收大量的熱，表面迅速熔化，并以極高的速度進入反應器中被氣體熱交換快速冷卻；在表面張力的作用下，冷卻凝固成球形粉末，進入收料室中收集。

參數指標：

射頻等離子體電源功率：30KW、60KW、100KW、200KW...可選；

電源頻率：2.5-7MHZ;

球化率：≥98%

案例

球化前后對比

三、中試服務

天際智慧的先進微納米尺度粉體材料和非晶納米晶體粉體材料制備中試平臺可覆蓋金屬類、陶瓷類、高分子類粉體材料的中試研發裝備，包括了：

①粉體材料的制備裝備，從微米→亞微米→納米等不同尺寸材料的全覆蓋；

②粉體表面修飾改性的球化致密化裝備，從低溫→中溫→高溫材料的全覆蓋；

③粉末材料晶體結構處理裝備，從多晶→單晶、非晶→納米晶的全覆蓋。

例如，針對非晶態和納米晶態材料，平臺采用霧化法、快速冷卻凝固法和高溫法等工藝手段，能夠實現多種合金體系的非晶化和納米晶化處理。通過控制冷卻速率和能量輸入，可調控材料的晶粒尺寸和非晶含量，以提升材料的力學性能、磁性能和電學性能。再例如，通過等離子球化技術，增加材料致密性，提升材料導熱性能。

平臺已為多家科研機構和企業提供中試服務，包括：華為、萬華化學、中南大學等，基于平臺的中試實驗和改性工藝優化，幫助客戶實現多個材料生產技術研發成功或準備實現產業化。

關于天際智慧

湖南天際智慧材料科技有限公司位于湖南省益陽國家級高新區，特別專注于各種微納米粉末材料的制備技術研發和生產裝備的制造。產品產業鏈包括高性能粉末材料的制備技術和裝備、粉末材料的改性技術和裝備、粉末成型制品的燒結和熱處理技術和裝備等。

公司核心團隊在先進智能制造和新材料制備領域有多年研發制造經驗，是省科研計劃承擔單位，國家高新技術企業、省專精特新-小巨人企業，獲得省先進技術轉化應用大賽三等獎，多屆中國創新創業大賽優秀獎，創新研發及生產制造實力雄厚。公司所生產的裝備其應用領域涉及到粉末冶金、磁性材料、陶瓷電容器材料、半導體材料、儲能電池材料、制氫儲氫材料、鋰電回收、光電材料、 3DP/MIM /PM、硬質合金、超硬材料、功能陶瓷材料、復合材料、碳材料、金屬熱處理等產業領域。

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