火花放电制备微纳空心球粉的工艺研究及分析.pdf

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1、制造技7Ⅳ工艺装备现代制造工程(ModemManufacturingEngineering)2011年第11期火花放电制备微纳空心球粉的工艺研究及分析’宋宏伟，李翔龙，张楚(四川大学制造科学与工程学院，成都610065)摘要：初步研究了火花放电制备微纳空心球粉的工艺，对不同的工艺参数下制得的微纳镍粉的表面形貌、空心状况和粒度进行分析，推断出大电流、小脉冲的电参数有利于空心球的成形，初步分析了空心球的成形机理。对未来的研究方向进行了展望。关键词：电火花腐蚀；空心镍球；工艺参数中图分类号：THl62文献标志码：A

2、文章编号：1671_3133(2011)11--(D90-_03Technicalstudyandanalysisofhollowmicro-nanospheresproducedbyEDMSONGHong—wei，LIXiang—long，；ZHANGChu(CollegeofManufacturingScienceandEngineering，SichuanUniv．，Chengdu610065，China)Abstract：Thetechnologyofmicro-nanohollowballprodu

3、ctionbysparkdischargehasbeenspreliminarystudies．Anal河ngthesI州kemorphology．hollowstateandparticlesizeofthenickelparticlesproducedatdifferenttechnologicalparameters，andinferringthatlargecurrentandsnlallpulseareconducivetoforminghollowballs．Theprospectoffuture

4、researchdirectionshavebeenproposed．Keywords：sparkerosion；hollownickelballs；technologicalparameter微纳空心球粉由于具有特殊的空心结构，相比超细实心粉，其比表面积大、密度小，在物理、化学、电磁学及光学方面展现出特殊的优异性能11引，潜在应用价值巨大，已成为材料研究领域内一个引人注目的方向⋯。因此，研究适合工业应用的微纳空心球粉的制备技术具有重要意义。目前较常用的制备方法是模板法H引。模板法需要一个用胶体或乳状液滴等制

5、作的模板，然后在其表面进行组装、吸附和化学沉积等反应，最后还需用溶解、煅烧和化学反应等方法去除模板。模板法的制作成本高、工艺复杂、生产效率低、模板不易去除干净且污染环境。放电蚀除加工在每次放电时都从电极表面抛出一些电极材料，电极材料冷却后成为微粉。该方法已制得纯金属、合金、化合物、半导体和陶瓷等多种类型的微粉归J。Berkowitz等人H训在真空密闭的振荡器中，采用液氮工作液已成功用电火花腐蚀法制得空心球粉，但其加工条件要求高，装置复杂。文献[3]论述了采用电火花腐蚀法制备空心球镍粉，理论上采用松装密度表征空

6、心率，而实际上影响粉末松装密度的因素很多，如粉末颗粒形·四川省应用基础研究项目(2009JY0030)90状、尺寸、表面粗糙度及粒度分布等。通常这些因素因粉末的制取方法及其工艺条件的不同而有明显差别。本文以镍为成形材料，研究不同放电参数条件下，微纳空心球粉的成形工艺。1实验本实验采用电解镍块作为工具和工件，以煤油为工作液在E46PM数控电火花成形机床上进行加工。用Nd—Fe—B强磁对加工后的工作液进行反复吸附得到镍粉，用石油醚对吸得的镍粉进行洗涤，待干燥后采用JSM25900LV扫描电子显微镜(SEM)观察镍

7、粉表面形貌。采用Smileview软件对镍粉进行粒度分析。为了研究适合空心球成形的电参数，笔者通过改变加工电流、脉冲宽度和脉冲间隙进行多组实验探索。电火花腐蚀法制备镍粉的实验参数见表1。2实验结果分析实验结果显示，除了实验一和实验八之外，其他的8个实验试样在SEM下均未发现有空心球。实验宋宏伟，等：火花放电制备微纳空心球粉的工艺研究及分析2011年第11期裹1电火花腐蚀法制备镍粉的实验参数实验号加工电流，A脉冲宽度7“s脉冲间隙／p160245260150453601200454121504551515045

8、6121502712150900830900159451501510453015八和实验一获得少量空心球，实验一获得的空心球约为实验八的4倍。2．1表面形貌不论是哪个实验得到的结果，微球的粒径都大小不一。大部分球都呈圆形，部分球表面出现缺陷，这主要是由于微球在抛出力的作用下相互碰撞形成的”1。微球的外表面较光滑，只有少部分微球呈现出粗糙状。2．2空心状况实验一和实验八得到的空心球放大图如图1～图3所