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非金属材料粉末及其制备方法

摘要

本发明涉及一种非金属材料粉末及其制备方法。该粉末制备方法包括如下步骤:在保护气体氛围下,控制非金属工件自转,控制热源与非金属工件相对运动,使热源作用于非金属工件的表面并在该表面形成熔融区;在熔融区引入脉冲气流和吹气气流,脉冲气流和吹气气流作用于熔融区使熔融材料爆炸,吹气气流将爆炸后的熔融材料吹出;吹出的熔融材料冷凝之后形成粉末;对粉末进行分级收集。其中,控制脉冲气流的频率以及控制吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径;控制冷凝速率以调整粉末的球形度。该方法可以有效提高非金属粉末制备的灵活性、提高非金属粉末粒径控制的准确性。

著录项

  • 公开/公告号CN113181831A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2021-07-30

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 深圳航科新材料有限公司;

    申请/专利号CN202110486263.8

  • 发明设计人 徐辉;姚青;

    申请日2021-04-30

  • 分类号B01J2/04(20060101);C01B33/02(20060101);

  • 代理机构44224 广州华进联合专利商标代理有限公司;

  • 代理人李美

  • 地址 518051 广东省深圳市南山区西丽街道松坪山社区科技北二路25号航天微电机厂房科研楼A座三层

  • 入库时间 2023-06-19 12:04:09

说明书

技术领域

本发明涉及粉末材料制备领域,尤其是涉及一种非金属材料粉末及其制备方法。

背景技术

在材料的成型过程中,以粉末为原料制备相应的产品具有较多的优点,比如过程可控性高、制备精度高等优点。在以粉末为原料制备相应的产品时,粉末的制备成为了制约产品制造的一个重要因素。以硅粉为例,目前较为常用的方法有机械球磨法、化学气相沉积法、流床法以及蒸发冷凝法等。

具体地,机械球磨法主要是利用机械旋转以及粒子之间的相互作用而产生的机械碾压力和剪切力将直径较大的材料研磨成微米甚至纳米粉末,其具有成本较低、操作较为简单的优点,但会引入杂质,纯度低,颗粒为不规则形状且粒径分布不能有效控制。化学气相沉积法和流化床法主要是使硅烷发生热解得到相应的硅粉,其优点在于纯度高、粒径分布均匀、形状规则,但存在工艺复杂、成本高、对设备要求高和原材料不易保存的问题。蒸发冷凝法通过热源将反应原料气化成气态原子、分子或者部分电离成离子,通过快速冷凝成固体粉末,该方法制备的粉末纯度高、粒度分布均匀以及安全可靠,但设备能耗大,生产效率低。

在上述这些方法中,虽然能够得到一些满足要求的粉末,但是这些方法中需要对原材料进行整体不间断的操作,灵活性较低,设备复杂且能耗大,需要对材料进行整体处理,难以进行定点加工,导致粉末的生产成本升高。

发明内容

基于此,有必要提供一种能够有效提高原材料加工灵活性以及提高粒径控制准确性的非金属材料粉末及其制备方法。

为了解决以上技术问题,本发明的技术方案为:

一种非金属材料粉末制备方法,包括如下步骤:

在保护气体氛围下,控制非金属工件自转,控制热源与所述非金属工件相对运动,使所述热源作用于所述非金属工件的表面并在该表面形成熔融区;在所述熔融区引入脉冲气流和吹气气流,所述脉冲气流和所述吹气气流作用于所述熔融区使熔融材料爆炸,所述吹气气流将爆炸后的熔融材料吹出;吹出的熔融材料冷凝之后形成粉末;对所述粉末进行分级收集;

其中,控制所述脉冲气流的频率以及控制所述吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径;控制冷凝速率以调整粉末的球形度。

在其中一个实施例中,所述非金属工件形状为块状、棒状或者异形形状。

在其中一个实施例中,所述热源为等离子体热源、电子束热源或激光热源。

在其中一个实施例中,所述脉冲气流的气流方向和吹气气流的气流方向垂直,所述脉冲气流的气流方向垂直于所述熔融区,所述吹气气流的气流方向平行于所述熔融区。

在其中一个实施例中,所述热源与所述非金属工件相对运动时,所述热源相对于所述非金属工件在X轴方向运动和/或所述热源相对于所述非金属工件在Y轴方向运动,所述非金属工件相对于所述热源在Z轴方向运动。

在其中一个实施例中,控制热源与所述非金属工件相对运动以在所述非金属工件的表面的预设位置形成预设大小的熔融区。

在其中一个实施例中,所述熔融区的大小范围为1μm-50μm。

在其中一个实施例中,控制所述脉冲气流的频率以及控制所述吹气气流的流速和压力以同时得到不同粒径的粉末。

在其中一个实施例中,对所述粉末进行分级收集时,所述粉末在所述吹气气流形成的气流场内分级收集。

一种采用如上述任一实施例中所述的制备方法得到的非金属材料粉末。

上述非金属材料粉末制备方法包括如下步骤:在保护气体氛围下,控制非金属工件自转,控制热源与非金属工件相对运动,使热源作用于非金属工件的表面并在该表面形成熔融区;在熔融区引入脉冲气流和吹气气流,脉冲气流和吹气气流作用于熔融区使熔融材料爆炸,吹气气流将爆炸后的熔融材料吹出;吹出的熔融材料冷凝之后形成粉末;对粉末进行分级收集。其中,控制脉冲气流的频率以及控制吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径;控制冷凝速率以调整粉末的球形度。在采用上述制备方法制备非金属材料粉末时,通过热源、脉冲气流以及吹气气流的作用,同时配合热源与非金属工件的相对运动,可以对非金属工件上的指定位置进行加工,得到相应的非金属粉末,这样可以有效提高非金属粉末制备的灵活性。另外,通过控制脉冲气流的频率以及控制吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径;控制冷凝速率以调整粉末的球形度,这样可以有效提高非金属粉末粒径控制的准确性。

附图说明

图1为本发明一实施例中非金属材料粉末制备装置的结构示意图;

图2为图1中A处的局部放大图;

图3为图1对应的粉末制备装置另一角度的示意图;

图4为图1对应的粉末制备装置另一角度的示意图;

图5为实施例1中制备得到的粉末的结构示意图;

图6为实施例2中制备得到的粉末的结构示意图。

图中标记说明:

100、非金属材料粉末制备装置;101、箱体;102、夹具;103、喷嘴;104、气流脉冲件;105、热源;106、循环泵;107、夹具驱动机构;108、多轴驱动机构;109、过滤件;110、泄压阀;111、冷凝件;112、换热器;113、保护气体提供装置;114、换向阀;115、隔板;116、箱门;1161、透明视窗;117、控制器;200、非金属工件;300、粉末。

具体实施方式

为了便于理解本发明,下面将参照相关实施例对本发明进行更全面的描述。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

在本发明的描述中,应当理解的是,本发明中采用术语在本发明的描述中,应当理解的是,本发明中采用术语“中心”、“上”、“下”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

应当理解的是,本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语,这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如,在不脱离本发明范围的情况下,“第一”信息也可以被称为“第二”信息,类似的,“第二”信息也可以被称为“第一”信息。当两个元件为一体成型的结构时,同样可以认为该两个元件是“连接”关系。

需要说明的是,当元件被称为“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明一实施例提供了一种非金属材料粉末制备方法。该制备方法包括如下步骤:在保护气体氛围下,控制非金属工件自转,控制热源与非金属工件相对运动,使热源作用于非金属工件的表面并在该表面形成熔融区;在熔融区引入脉冲气流和吹气气流,脉冲气流和吹气气流作用于熔融区使熔融材料爆炸,吹气气流将爆炸后的熔融材料吹出;吹出的熔融材料冷凝之后形成粉末;对粉末进行分级收集;其中,控制脉冲气流的频率以及控制吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径;控制冷凝速率以调整粉末的球形度。

在采用本实施例中的制备方法制备非金属材料粉末时,通过热源、脉冲气流以及吹气气流的作用,同时配合热源与非金属工件的相对运动,可以对非金属工件上的指定位置进行加工,得到相应的非金属粉末,这样可以有效提高非金属粉末制备的灵活性。另外,通过控制脉冲气流的频率以及控制吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径;控制冷凝速率以调整粉末的球形度,这样可以有效提高非金属粉末粒径控制的准确性。

可以理解的是,非金属工件形状为块状、棒状或者异形形状。块状表示具有多条棱线的形状,比如棱柱、棱锥等。具体地,三棱柱、四棱柱、五棱柱、六棱柱、三棱锥、四棱锥、五棱锥、六棱锥等。棒状表示圆柱状、圆台状等。异形形状表示形状不规则的形状,比如没有对称轴线的形状。

可以理解的是,热源为等离子体热源、电子束热源或激光热源。在制备过程中,可根据不同客户需要、材料性能及粉末300的粒径要求对制备装置配置不同的热源105,以提高加热效率。

在一个优选的方案中,脉冲气流的气流方向和吹气气流的气流方向垂直,脉冲气流的气流方向垂直于熔融区,吹气气流的气流方向平行于熔融区。

具体地,热源与非金属工件相对运动时,热源相对于非金属工件在X轴方向运动和/或热源相对于非金属工件在Y轴方向运动,非金属工件相对于热源在Z轴方向运动。

在一个具体的示例中,控制热源与非金属工件相对运动以在非金属工件的表面的预设位置形成预设大小的熔融区。

具体地,熔融区的大小范围为1μm-50μm。熔融区的大小表示非金属工件融化的范围。在一些具体的示例中,熔融区的大小范围为1μm、5μm、8μm、10μm、15μm、20μm、25μm、30μm、35μm、40μm、45μm。

在一个具体的示例中,控制脉冲气流的频率以及控制吹气气流的流速和压力以同时得到不同粒径的粉末。

在一个具体的示例中,对粉末进行分级收集时,粉末在吹气气流形成的气流场内分级收集。

作为非金属工件自转速度的一个优选范围,非金属工件自转速度为100rpm~4000rpm。可以理解的是,非金属工件自转速度可以是但不限定为100rpm、200rpm、300rpm、400rpm、500rpm、600rpm、700rpm、800rpm、900rpm、1000rpm、1200rpm、1500rpm、1800rpm、2000rpm、2500rpm、3000rpm、3500rpm或4000rpm。

作为脉冲气流频率的一个优选范围,脉冲气流的频率为1-100kHz。可以理解的是,脉冲气流的频率可以是但不限定为1kHz、2kHz、5kHz、10kHz、20kHz、30kHz、40kHz、50kHz、60kHz、70kHz、80kHz、90kHz。

作为吹气气流的流速的一个优选范围,吹气气流的流速为2-50L/min。比如,吹气气流的流速可以是但不限定为5L/min、10L/min、15L/min、20L/min、25L/min、30L/min、40L/min或45L/min。

作为吹气气流的压力的一个优选范围,吹气气流的压力为2-20MPa。可选地,吹气气流的压力可以是但不限定为2MPa、5MPa、6MPa、8MPa、12MPa、15MPa、18MPa或20MPa。

作为冷凝件的冷却速率的一个优选范围,冷凝件的冷却速率为1000-10000K/s。比如,冷凝件的冷却速率为1000K/s、2000K/s、3000K/s、4000K/s、5000K/s、6000K/s、7000K/s、8000K/s、9000K/s。

本发明还有一实施例提供了一种采用上述制备方法得到的非金属材料粉末。

本发明还有一实施例提供了一种非导体粉末,该非导体粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种绝缘体粉末,该绝缘体粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种半导体粉末,该半导体粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种氧化铝粉末,该氧化铝粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种氧化硅粉末,该二氧化硅粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种氮化硅粉末,该氮化硅粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种碳化硅粉末,该碳化硅粉末由上述任一制备方法制备而成。

本发明还有一实施例提供了一种硅粉末,该硅粉末由上述任一制备方法制备而成。

如图1~4,本发明还有一实施例提供了一种非金属粉末制备装置100,采用该制备装置制备非金属粉末。该粉末制备装置100包括箱体101、夹具102、喷嘴103、气流脉冲件104、热源105、循环泵106、夹具驱动机构107以及多轴驱动机构108。夹具102连接于箱体101以用于夹持非金属工件200,夹具驱动机构107与夹具102连接以用于驱动夹具102自转以实现非金属工件200自转。多轴驱动机构108与热源105连接以用于驱动热源105在多个不同的方向上运动,热源105能够运动至靠近非金属工件200并在非金属工件200表面形成熔融区。气流脉冲件104连接于箱体101以用于形成脉冲气流并将脉冲气流吹至熔融区,循环泵106与气流脉冲件104连接以用于将气体转运至气流脉冲件104。喷嘴103连接于箱体101以用于在熔融区引入吹气气流并将熔融材料吹出。

通过多轴驱动机构108控制热源105与非金属工件200相对运动。控制气流脉冲件104形成脉冲气流的频率以及控制喷嘴引入的吹气气流的流速和压力以调整爆炸后的熔融材料的粒径。

采用本实施例中的制备装置制备粉末300时,将非金属工件200安装在夹具102上,通过夹具驱动机构107带动夹具102自转以实现非金属工件200自转,通过多轴驱动机构108调整热源105的位置,使热源105作用与非金属工件200并在非金属工件200表面形成熔融区,气流脉冲件104形成脉冲气流并将脉冲气流吹至熔融区,同时喷嘴103在熔融区引入气流将熔融材料吹出。在脉冲气流和喷嘴103引入的气流的作用下,熔融区的熔融材料被分散形成液滴并被吹出。液滴被吹出后冷凝形成粉末300。同时,在夹具102的作用下,非金属工件200处于自转状态,这样可以通过离心作用将液滴甩出,提高液滴的分散程度,降低各液滴之间的相互影响,有利于提高粉末300的球形度。在此过程中,通过对夹具102转速、热源105的功率、气流脉冲件104的频率以及流体介质流速等进行控制,可以有效控制粉末300的粒径。另外,使用本发明中的粉末300制备装置时,通过调节热源105的位置能够实现热源105与非金属工件200的相对运动,这样能够保证热源105对非金属工件200的加工行程范围,有利于提高制备灵活性,提高制粉效率。

进一步地,使用本发明中的制备装置制备粉末300时,通过夹具102、热源105、气流脉冲件104以及喷嘴103的配合即可得到所需要的粉末300,不需要依赖严苛的反应条件,操作方法简单,适于工业化生产。另外,通过循环泵106的设置,能够在箱体101内部形成循环流场,实现气体的循环利用,有效避免了气体的排放,减少了气体的消耗量,有利于降低粉末300的制备成本。另外,由于气体的循环利用,在制备粉末300的过程中不会引入其他杂质,能够有效提高粉末300的纯度。

在一个优选的示例中,喷嘴103的数量为多个,多个喷嘴103均匀分布在夹具102的外缘以用于在非金属工件200自转时,将不同位置的熔融材料吹出。进一步优选地,多个喷嘴103位于同一圆周上。本实施例中喷嘴103的数量为4个,4个喷嘴103位于同一圆周上,在非金属工件200自转过程中,可以通过4个喷嘴103将非金属工件200上不同位置的熔融材料及时吹出,避免熔融材料在非金属工件上冷凝固化而影响粉末的制备。可以理解的是,喷嘴103的数量可以是但不限定为1个、2个、3个、4个或5个等。

可以理解的是,非金属工件200为回转体结构或非回转体结构。优选为回转体结构,此时非金属工件200的自转更加稳定,便于热源105以及气体稳定作用,使熔融材料更容易被吹出。优选地,非金属工件200为圆柱形回转体结构。

还可以理解的是,本实施例中气体在气体管道中流动,即通过气体管道实现气体的转运。气体管道采用常规的气体管道即可。

具体地,本发明还有一个实施例提供了一种非导体粉末制备装置100,该非导体粉末制备装置100包括箱体101、夹具102、喷嘴103、气流脉冲件104、热源105、循环泵106、夹具驱动机构107以及多轴驱动机构108。夹具102连接于箱体101以用于夹持非金属工件200,夹具驱动机构107与夹具102连接以用于驱动夹具102自转以实现非金属工件200自转。多轴驱动机构108与热源105连接以用于驱动热源105在多个不同的方向上运动,热源105能够运动至靠近非金属工件200并在非金属工件200表面形成熔融区。气流脉冲件104连接于箱体101以用于形成脉冲气流并将脉冲气流吹至熔融区,循环泵106与气流脉冲件104连接以用于将气体转运至气流脉冲件104。喷嘴103连接于箱体101以用于在熔融区引入气流并将熔融材料吹出。

作为一个优选的方案,选用气流脉冲件104时,选择产生脉冲波形为正弦波形的气流脉冲件。

可以理解的是,多轴驱动机构108与热源105连接以用于驱动热源105在多个不同的方向上运动,具体地,多轴驱动机构108与热源105连接以用于驱动热源105在X轴、Y轴以及Z轴上运动。

在一个具体的示例中,气流脉冲件104的出气方向与喷嘴103的出气方向垂直。通过将喷嘴103的出气方向与气流脉冲件104的出气方向设置为垂直,可以使喷嘴103喷出的气体和气流脉冲件104形成的脉冲气流更好地相互作用。进一步地,喷嘴103的出气方向与非金属工件200的自转轴平行,气流脉冲件104的出气方向与非金属工件200的自转轴垂直,这样可以使脉冲气流更加充分地作用于非金属工件200的熔融区,形成更加均匀的熔融材料,有利于提高粉末300的均匀性。

可以理解的是,循环泵106的一端与喷嘴103连接,另一端贯穿连通于箱体101。这样通过循环泵106的作用可以将箱体101内的气体循环至喷嘴103实现循环利用。此过程不会产生废气、废液、固体废物等有害物质,有利于推动粉末制备的绿色发展。

优选地,粉末制备装置100还包括过滤件109,过滤件109设于箱体101内部且位于循环泵106与箱体101的贯穿连通的位置。通过过滤件109的设置可以将粉末300与气体进行有效地分离,有效避免粉末300进行循环管路而给循环管路带来不利影响。本实施例中过滤件109的数量为2个,2个过滤件109分别位于循环气流在箱体101的进气位置和出气位置,以防止粉末300进行循环管路。

在一个优选的方案中,粉末制备装置100还包括泄压阀110,泄压阀110设于箱体101外部且位于循环泵106与箱体101的贯穿连通的位置以用于为箱体101泄压。在粉末300制备过程中,箱体101内部可能会形成压力较大的环境,通过泄压阀110对箱体101进行泄压,可以当箱体101内部压力过大时,及时降低箱体101内部的压力,使粉末300制备能够顺利进行,还能够提高箱体101的稳定性,避免较高的压力给装置带来不利影响。

在另一个优选的方案中,粉末制备装置100还包括冷凝件111,冷凝件111设于箱体101内部以用于冷凝熔融材料。当熔融材料被气体吹出后,熔融材料的温度较高,此时,通过冷凝件111的设置可以提高熔融材料的冷却效率,提高粉末300的成粉效率。可以理解的是,当冷凝件111上附着粉末300时,可以将粉末300刮下即可。另外,还可以在冷凝件111上附着收纳板或者收纳布等,当粉末300附着在收纳板或收纳布之后,取下收纳板或收纳布即可将粉末300取出。

进一步地,粉末制备装置100还包括换热器112,换热器112与冷凝件111连接以用于降低冷凝件111的温度。通过换热器112的设置可以降低冷凝件111的温度,提高冷凝效率。同时,通过换热器112的设置还可以调节箱体101内的温度,使箱体101内保持适宜于制备粉末的温度条件,这样便于对箱体101内的温度进行调节,可以进一步提高粉末300的制备效率,并提高粉末300的品质。

可以理解的是,粉末制备装置100还包括保护气体提供装置113,保护气体提供装置113与箱体101连接以用于为箱体101提供保护气体。通过保护气体提供装置113为箱体101提供保护气体,使得粉末300的制备在保护气体氛围下进行,避免外界杂质进入箱体101内,有利于提高粉末300的纯度。

优选地,保护气体提供装置113位于箱体101的外部,保护气体提供装置113贯穿连通于箱体101以用于为箱体101的内部提供保护气体。通过保护气体提供装置113为箱体101内部提供保护气体,以用于在箱体101内形成保护气体氛围,能够进一步提高粉末300的纯度,避免粉末300在制备过程中出现氧化、腐蚀等问题。保护气体提供装置113提供的保护气体可以是氮气、稀有气体等惰性气体。

更进一步地,粉末制备装置100还包括换向阀114,换向阀114连接于箱体101外部以用于调节气流的方向,气流脉冲件104、循环泵106、保护气体提供装置113分别与换向阀114连接。这样可以方便控制气体的流向,提高粉末300的制备效率。

在一个具体的示例中,粉末制备装置100还包括隔板115,隔板115凸出于箱体101的底部和/或隔板115凸出于箱体101的顶部以用于隔开不同粒径的粉末300。可以理解的是,粉末300具有一定的粒径范围,在气流场作用下,粒径较大的粉末300飞行时间较短,粒径较小的粉末300飞行时间较长,通过隔板115的设置能够将粉末300进行初步筛分,降低后续筛分的工作量。本实施例中,隔板115的数量为2个,2个隔板115分别位于箱体101的顶部和底部以用于对粉末300进行初步筛分。

请再次参阅图4,可以理解的是,粉末制备装置100还包括箱门116,箱门116与箱体101配合形成密封的加工空间,在该空间内对非金属工件200进行加工以制备相应的粉末300。进一步地,在箱门116上设有透明视窗1161以用于观察箱体101内部的制备情况。更进一步地,粉末制备装置100还包括控制器117,控制器117用于控制夹具102的转速、热源105的功率、气流脉冲件104的频率、循环泵106的参数等以实现粉末300的智能化制备。

请再次参阅图1和图2,当制备粉末300时,非金属工件200在夹具102的带动下自转,热源105对非金属工件200进行加热以形成熔融区,通过气流脉冲件104形成脉冲气流,脉冲气流作用于熔融区并配合喷嘴103的作用将熔融材料吹出。在粉末制备中,热源105可以在X轴、Y轴以及Z轴三个方向上运动,这样能够保证热源105对非金属工件200的加工行程范围,提高制粉效率。

以下为具体实施例。

实施例1

本实施例中非金属工件为回转体的硅棒,直径为100mm,长度为300mm。采用图1所示的装置制备硅粉。热源为激光热源。保护气体为氩气。

将工件清洗干燥后安装到夹具上,关闭箱门。在箱体内部形成保护气体氛围。调节工件的自转速度为2000rpm。调节热源与工件之间的相对位置,通过热源作用于非金属工件的表面并在该表面形成熔融区,熔融区大小范围为10-30μm。

脉冲气流的气流方向和吹气气流的气流方向垂直,脉冲气流的气流方向垂直于所述熔融区,吹气气流的气流方向平行于所述熔融区。脉冲气流的频率为20kHz。吹气气流的流速为5L/min。吹气气流的压力为6MPa。冷凝件的冷却速率为1000K/s。收集到的粉末结构如图5所示。由图5可以看出,本实施例中得到的粉末粒径较小,且均匀度较高,并具有较高的球形度。

实施例2

本实施例中非金属工件为回转体的硅棒,直径为100mm,长度为300mm。采用图1所示的装置制备硅粉。热源为激光热源。保护气体为氩气。

将工件清洗干燥后安装到夹具上,关闭箱门。在箱体内部形成保护气体氛围。调节工件的自转速度为2000rpm。调节热源与工件之间的相对位置,通过热源作用于非金属工件的表面并在该表面形成熔融区,熔融区大小为10-30μm。

脉冲气流的气流方向和吹气气流的气流方向垂直,脉冲气流的气流方向垂直于所述熔融区,吹气气流的气流方向平行于所述熔融区。脉冲气流的频率为10kHz。吹气气流的流速为5L/min。吹气气流的压力为5MPa。冷凝件的冷却速率为1000K/s。收集到的粉末结构如图6所示。由图6可以看出,本实施例中得到的粉末粒径较小,且均匀度较高,并具有较高的球形度。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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