【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于材料合成領域，涉及一種復雜流體霧化技術批量化制備金屬粉體的方法。
技術介紹
1、輕質金屬及其合金的可加工性差，傳統的機加工方法加工裝備昂貴，加工效率低，大大增加了其加工成本。機加工的輕質金屬零件結構通常較為簡單，并且受加工方式所限，大都無法實現能夠發揮材料最優性能的設計方案。在這個背景下，具有原料利用率高、批量生產成本低等優點的金屬粉末3d打印工藝和注射成形工藝(mim)成為理想的輕質金屬及其合金加工工藝，可以很好地實現零件輕量化、高精度、強度高、摩擦系數高等特點。
2、鋁或鋁合金、鎂或鎂合金、鈦或鈦合金、鋰或鋰合金等輕質金屬具有低比重、高比強度、良好的耐腐蝕性等特性，在高端3c類電子產品、航空航天、生物醫療、化工、汽車等領域有極大的應用潛力。3d打印工藝或mim工藝能夠實現中小型復雜形狀輕質金屬產品的大批量、低成本制備，對于推動輕質金屬及其合金零部件的生產及應用具有重要意義。
3、為滿足高端零部件的機械性能，金屬粉體需滿足顆粒尺寸、球形度、非金屬元素含量等指標。相較于3d打印粉體，mim粉體的指標要求更高。傳統氣霧化方法得到的顆粒尺寸較大、成材率低，而水霧化方法雖然可以獲得較高的成材率，但會帶來氫、氧含量的大幅上升，無法獲得符合高端零部件生產要求的金屬粉體材料。復雜流體是由不同介質組成的溶液體系，通過調節溶液組成、溶液溫度、溶液相態可以實現溶液性質的全方位調控。通過設計復雜流體，改變流體組分和性質，實現滿足不同行業金屬粉體的批量化制備。
技術實現思路p>
1、本專利技術的目的是提供一種復雜流體霧化技術批量化制備金屬粉體的方法。
2、本專利技術提供了一種復雜流體霧化技術批量化制備金屬粉體的方法，包括如下步驟：
3、1)通過改變混合物的組成、溫度、壓力來調變其物理化學性質，得到所需的復雜流體；
4、所述混合物選自水、有機化合物、表面活性劑、氣體、離子液體和無機鹽中的至少兩種；
5、2)將所述復雜流體通過流體霧化法將熔融金屬破碎；
6、3)將步驟2)中復雜流體霧化后通過過濾方法將粉體與流體分離，粉體洗滌干燥后即得到金屬粉體。
7、上述的方法中，所述有機化合物選自甲醇、乙醇、環己烷、四氯化碳、辛烷、癸烷、十二烷中的至少一種；
8、所述表面活性劑可選自十六烷基三甲基溴化銨、十六烷基磺酸鈉、月桂基磺化琥珀酸單酯二鈉、單十二烷基磷酸酯鉀中的至少一種；
9、所述氣體選自二氧化碳、氮氣、氬氣、乙烯、乙烷、丙烯和丙烷中的至少一種；
10、所述離子液體可選自咪唑類離子液體，所述咪唑類離子液體的陰離子選自鹵素、四氟硼酸鹽和六氟磷酸鹽中的至少一種；
11、所述無機鹽可選自亞硫酸鹽、檸檬酸鹽和硫化物中的至少一種，具體可為亞硫酸鈉。
12、上述的方法中，所述離子液體可為cnmimbr或cnmimbf4，其中n＝2-16的整數。
13、上述的方法中，所述混合物通過改變組成、溫度、壓力，調控所述復雜流體的狀態為氣態、液態或超臨界態。
14、本專利技術中，所述復雜流體是根據目標產物進行調配。
15、上述的方法中，步驟2)中，所述流體霧化法的流速和壓力通過循環泵控制；
16、所述流體的流速可為0～300l/min；
17、所述壓力可為0～150mpa。
18、上述的方法中，所述洗滌采用的溶劑可為n,n-二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇和水中的至少一種；
19、所述干燥為在60～100℃下真空干燥12～48小時，具體可為在60℃下真空干燥24小時。
20、上述的方法中，步驟3)中還包括將分離得到的所述流體循環使用；
21、步驟3)中還包括將干燥的粉體通過篩網篩分或氣流分級篩分方法進行粒徑篩分，得到符合粒徑尺寸要求的粉體材料。
22、上述的方法中，所述方法制備的所述金屬粉體為用于3d打印的粉體和mim粉體。
23、上述的方法中，所述mim粉體可為0～25μm，所述3d打印的粉體可為10～63μm。
24、本專利技術具有如下有益效果：
25、本專利技術方法能實現輕質金屬粉體的批量化制備，滿足3d打印和mim的需求。粉體的顆粒尺寸、球形度、非金屬元素含量可以通過選擇合適的流體來調控，故而可通過選擇不同的流體來實現符合不同要求的3d打印粉體和mim粉體的批量化生產。通過流體霧化技術，能大大提高材料成材率和零部件質量，且流體可損耗低、可回收使用、無三廢排放，是一條綠色可持續的新路徑。
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1.一種復雜流體霧化技術批量化制備金屬粉體的方法，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機化合物選自甲醇、乙醇、環己烷、四氯化碳、辛烷、癸烷、十二烷中的至少一種；
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述離子液體為CnmimBr或CnmimBF4，其中n＝2-16的整數。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物通過改變組成、溫度、壓力，調控所述復雜流體的狀態為氣態、液態或超臨界態。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，步驟2)中，所述流體霧化法的流速和壓力通過循環泵控制；
6.根據權利要求1-5中任一項所述的方法，其特征在于，所述洗滌采用的溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙醇和水中的至少一種；
7.根據權利要求1-6中任一項所述的方法，其特征在于，步驟3)中還包括將分離得到的所述流體循環使用；
8.根據權利要求1-7中任一項所述的方法，其特征在于，所述方法制備的所述金屬粉體為用于3D打印的粉體和MIM粉體。
<...【技術特征摘要】
1.一種復雜流體霧化技術批量化制備金屬粉體的方法，包括如下步驟：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述有機化合物選自甲醇、乙醇、環己烷、四氯化碳、辛烷、癸烷、十二烷中的至少一種；
3.根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述離子液體為cnmimbr或cnmimbf4，其中n＝2-16的整數。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的方法，其特征在于，所述混合物通過改變組成、溫度、壓力，調控所述復雜流體的狀態為氣態、液態或超臨界態。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的方法，其特征在于，步驟...
【專利技術屬性】
技術研發人員：康欣晨，韓布興，
申請(專利權)人：中國科學院化學研究所，
類型：發明
國別省市：
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