中國粉體網訊 球形粉體由于具有更好的流動性和均勻性被廣泛應用于增強材料、涂料、陶瓷、3D打印等領域。球形粉體較普通粉體具有明顯優勢，主要體現在以下幾個方面：
1）球形粉體表面形貌規則，缺陷少，在生產加工至成品時可減小對模具的損耗；
2）球形粉體的顆粒粒徑分布范圍窄，且粒度分布較為均勻；
3）球形粉體具有良好的流動性，能夠提高粉體的填充量，在粉末冶金領域可以顯著提升成型件的致密度；
4）球形粉體在燒結時收縮更均勻，對晶粒尺寸的有效調控更易實現。
球形粉體由于在表面形貌、粒徑分布和流動性等方面表現出優異的性能，因此在高端產業中得到了廣泛應用：
●球形硅微粉因具有優異的絕緣性和耐熱性而被廣泛應用于高端產業，如用作超大規模集成電路的封裝材料和電子信息領域；
●球形鈦粉及其合金粉體因具有球形度高、流動性好、松裝密度大、氧含量低（質量分數＜0.15%）和粒度細小等特點，在先進粉末冶金、激光增材制造、 熱噴涂等領域大放異彩；
●球形鎢粉具有流動性好、松裝密度和振實密度高，且氧含量低等諸多優勢，在陰極發射、多孔材料以及微晶硬質合金等領域具有十分廣闊的應用前景。
球形粉體材料常見的制備方法可分為：傳統物理法、化學法、高溫熔融法3類。其中，高溫熔融法是將粉體原料高溫熔融后驟冷收縮成球形，該方法依賴于高溫熱源，是目前最有希望實現大規模工業生產高性能球形粉體材料的制備技術。高溫熔融法廣泛適用于具有高熔點的粉體材料，如石英粉、氧化鋁粉體以及大多數金屬粉體材料（鎢粉、鉻粉、鉬粉、鐵粉、鈦粉及其合金等）。高溫熔融法的能量主要來源于等離子體和高溫火焰，根據熔融方式和分散收集方法的不同，可歸納為等離子體球化法、霧化法和氣體燃燒火焰成球法這3類方法。
氣體燃燒火焰成球法是以乙炔氣、氫氣、天然氣等工業燃料氣體作為產生潔凈無污染火焰的熱源，通過高溫火焰噴槍噴出1600~2000℃的高溫火焰，將預處理后合格的粉體通過送粉器送入球化爐中。采用氧氣-燃料氣體射流對粉體進行加熱驅動和高溫熔融、而后冷卻成球，最終形成高純度球形粉體，此方法多用于球形硅微粉體以及球形氧化鋁粉體的制備。
氣體燃燒火焰成球法示意圖
火焰法是一種擁有較強“平臺性”屬性的技術，其可以靈活生產不同種類的納米粉體材料，并保證大規模生產和實驗室級別擁有同樣的產品性能。相比于發展多年的傳統工藝，如固相法、液相法等，火焰法的應用能夠更靈活，技術迭代方向也會更多。但它屬于新型技術，相關生產設備沒有完善的產業鏈。山東物元高端裝備科技有限公司成立于2019年12月，是國內首家集研發制造“高溫熔融球化爐整套設備”為一體的民營企業。其主營產品高溫熔融球化爐，可實現二氧化硅粉、氧化鋁粉、氧化鎂、氮化硼、氧化鋯等粉體的高效球化處理，球化率超過95%，并且采用全自動化控制，減少人工需求，有效控制大氣污染。
2024年10月29-31日在上海跨國采購會展中心，由北京粉體技術協會與柏德英思展覽(上海)有限公司聯合主辦“2024先進陶瓷粉體制備及應用技術研討會”，屆時，來自山東物元高端裝備科技有限公司技術工程師李斌將帶來《球形粉體材料火焰法量產制備與應用》的報告。
來源：
彭琳等：球形粉體制備技術研究進展
中國粉體網
（中國粉體網編輯整理/空青）
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