课程简介
雾化法——通过高压雾化介质，如气体或水强
烈冲击液流，或通过离心力使之破碎、冷却凝固
来实现的。
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材料成形装备及自动化
一. 粉末制备设备
课程简介
蒸发凝聚法——是一种制备超微金属粉末的重要方法
，采用不同的能量输入方式，使金属气化，然后再在冷
凝壁上沉积从而获得金属粉末。由于粉末的粒度很小，
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三、烧结设备
2.热压烧结（Hot-press） 热压是指将无团聚的粉体在一定压力和温度下进行烧结 。它的优点是对于未掺杂的纳米粉体，通过应力有助于 烧结，可制备较高致密度的纳米材料，并且晶粒无明显 长大。而且在热压条件下纳米粉体的烧结能力大动化
三、烧结设备
真空感应炉是利用感应加热对被加热物品进行保护性
烧结的炉子，可分为工频、中频、高频等类型，可 以归属于真空烧结炉的子类。 真空感应烧结炉是在真空或保护气氛条件下，利用 中频感应加热的原理使硬质合金刀头及各种金属粉 末压制体实现烧结的成套设备，是为硬质合金、金 属镝、陶瓷材料的工业生产而设计的。
机械制粉
物理制粉
化学制粉
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一. 粉末制备设备
课程简介
粉末的制备
机械制粉
物理制粉
化学制粉
机械研磨
气流研磨
液体雾化
蒸发凝聚
气相沉积
还原化合
电化学法
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一. 粉末制备设备
课程简介
机械制粉
——利用动能来破坏材料的内结合力，使材料分裂
产生新的界面。 能够提供动能的方法可以设计出许多种，例如有锤捣、 研磨、辊轧、等，其中除研磨外，其他几种粉碎方法主要 是用于物料破碎及粗粉制备的。
压力而使粉末成形的压力机。
液压机
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二、成型设备
机械压力机：
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三、烧结设备 真空烧结 电场烧结
微波烧结
热压烧结
热等静压烧结
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三、烧结设备
烧结的目的：使多孔的粉末压坯变为具有一定结构和
性能的合金。烧结过程中，合金的变化比较复杂，
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一. 粉末制备设备
课程简介
（2）化学还原法
基本原理
MeOn X Me XOm
依据热力学原理确定反应能否发生——
氧位图
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一. 粉末制备设备
课程简介
（2）化学还原法
典型还原制粉类型：
碳还原法
Fe3O4 4CO 3Fe 4CO2
“材料成形及控制工程”专业课程
精品课程
材料成形装备及自动化
第12讲
孙兰 主讲
四川大学制造科学与工程学院
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内容提要
材料成形装备及自动化
一. 粉末制备设备 二．成型设备
三．烧结设备
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材料成形装备及自动化
一. 粉末制备设备
课程简介
/vertnew/showpro.asp?cpid=4748
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三、烧结设备
真空脱脂烧结一体炉 均匀的加热、可靠的隔热及测温 合理的加热结构，优良的材质，保证真空状态下 炉温的均匀性 采用品牌测温元件，准确测温。 超强的脱脂效果
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三、烧结设备
氢气烧结炉 ——(钼/钨丝烧结炉)是以钼/钨丝作为发热体，以刚玉作炉 管，在H2气保护下（炉膛及炉体）进行高温烧结钨钼制 品的高温烧结炉。 该设备由炉头、炉尾、炉体、推舟器、电控系统等构成 。 设备成本低，烧结产量大，机械式连续推舟，速度可 调。可多带加热控温。
温控采用温度过程控制仪。操作可按设定的程序从脱蜡开始经预烧 、烧结到冷却至出炉温度，全自动进行。升温工艺程序可自行设定 ，工艺流程可根据所设计的事件在编程时选用。 压力控制，是对脱蜡、分压烧结、气氛烧结各阶段根据设定的压 力参数，由压力控制仪对阀门进行控制，已达到控制炉内压力的目 的。 这两者为全自动操作，保证了生产工艺过程的稳定。
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三、烧结设备
真空感应钨烧结氢气炉 一、主要原理及用途 真空感应钨烧结炉是在抽真空后充氢气保 护状态下，利用中频感应加热的原理，使处于线圈内的钨坩埚 产生高温，通过热辐射传导到工作上，适用于科研、军工单位 对难熔合金如钨、钼及其合金的粉末成型烧结。 二、主要结构及组成 结构形式多为立式、下出料方式。其主要 组成为：电炉本体、真空系统、水冷系统、气动系统、液压系 统、进出料机构、底座、工作台、感应加热装置(钨加热体及高 级保温材料)、进电装置、中频电源及电气控制系统等。 三、主要功能 在抽真空后充入氢气保护气体，控制炉内压力和 气氛的烧结状态。可用光导纤维红外辐射温度计和铠装热电偶 连续测温(0～2500℃)，并通过智能控温仪与设定程序相比较后 ，选择执行状态反馈给中频电源，自动控制温度的高低及保温 程序。
滚筒式球磨
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行星球磨
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振动球磨
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搅动球磨
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一. 粉末制备设备
课程简介
机械制粉
（2）气流研磨
通过气体传输粉料的一种研磨方法。与机械研磨法不 同的是，气流研磨不需要磨球及其它辅助研磨介质。 研磨腔内是粉末与气体的两相混合物。根据粉料的 化学性质，可采用不同的气源，如陶瓷粉多采用空 气，而金属粉末则需要用惰性气体或还原性气体。 由于不使用研磨球及研磨介质，所以气流研磨粉的 化学纯度一般比机械研磨法的要高。
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三、烧结设备
3. 电场烧结 在直流电场作用下进行烧结的方法。
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3. 电场烧结
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三、烧结设备
——放电等离子烧结SPS（Spark Plasma Sintering）技术的特点主要是 ：利用强脉冲电流产生的焦尔热效应及其电场效应，在较低的温度 下使粉末达到或接近全致密，其成形固结时间短，通常不超过10分 钟，且不需添加润滑剂和粘结剂，从而实现了粉末的快速、相对较 低温度下的高效成形与固结。 同时由于它能使烧结温度即成形温度降低、烧结时间即成形时间缩短， 可抑制纳米晶粒在高温下的粗化，并且在烧结初期还具有通过放电 等离子净化、活化粉末表面的作用，可进一步降低扩散激活能、促 进烧结，因此也被认为是成功制备高密度、纳米晶且界面清洁的块 状纳米材料,陶瓷材料,金属材料,复合材料的一种最具竞争力和发展潜 力的新兴技术。
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一. 粉末制备设备
课程简介
机械制粉
（2）气流研磨
三种类型：


旋涡研磨
冷流冲击

流态化床气流磨
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旋涡研磨
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一. 粉末制备设备
课程简介
物理制粉 雾化法 蒸发凝聚法
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一. 粉末制备设备
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三、烧结设备
低压真空烧结炉产品特点： 1、具有脱蜡(包括脱石蜡、PEG)真空烧结，气氛烧结
，低压烧结，快速冷却等功能；
2、带石墨内胆结构，内胆门、保温层门开闭可控，结 合温度，压力参数的控制，确保炉内气氛的稳定及各 工作阶段的自动切换； 4、炉子在各阶段监控炉内压力，炉壁温度，确保安全 生产。
比表面积很大，因而化学活性很强。为防止金属粉末氧 化，在冷凝室内一般都要通入惰性气体。这样在金属蒸 气脱离熔体的很短时间内，会被周围气体迅速冷却，金 属原子很快聚集成超微颗粒。同其他金属粉末制备方法
相比，物理蒸发冷凝法生产效率是较低的，但这种方法
可获得最小粒径达2 nm的纳米颗粒。
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一. 粉末制备设备
课程简介
化学制粉 化学气相沉积法 化学还原法 电化学制粉法
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一. 粉末制备设备
课程简介
（1）气相沉积法
气相沉积制粉是通过某种形式的能量输入，使气相 物质发生气—固相变或气相化学反应，生成金属 或陶瓷粉体。 物理气相沉积法 化学气相沉积法
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三、烧结设备
真空脱脂烧结一体炉总体设计要求脱蜡、预烧、烧结 及快冷一次性完成 在结构上，与一般普通真空烧结炉不同之处在于：增 加了一个石墨内胆，内胆两端设置内胆门（盖）。 内胆下部开有小口，由石墨管与外部连通。脱蜡时 ，内胆盖由气缸驱动将内胆封闭，并采用低压载气 脱蜡工艺，载气流向为炉膛→内胆→收蜡系统→真 空排气系统。从产品中排除的粘结(成型)剂蒸汽随 载气从下部抽出，经收蜡装置分离出粘结(成型)剂 后，余气被真空泵抽出排至大气。
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三、烧结设备
真空脱脂烧结一体炉 均匀的加热、可靠的隔热及测温 合理的加热结构，优良的材质，保证真空状态下 炉温的均匀性 采用品牌测温元件，准确测温。 超强的脱脂效果
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三、烧结设备
低压真空烧结炉 ——是生产高性能硬质合金的关键设备，经该设备烧 结的硬质合金制品，具有极优良的组织结构，无论 是制品的强度，还是产品的硬度和密度，均有相应 的提高；与经烧结再进行热等静压处理的硬质合金 相比，更具有性能稳定，生产成本低等优越性。
其加热方式：电阻加热、感应加热、微波加热等。