前言

超細(xì)粉體材料及應(yīng)用技術(shù)不斷地滲透到各個科學(xué)領(lǐng)域。由于超細(xì)金屬粉末具有極大的體積效應(yīng)和表面效應(yīng)在磁性、熱阻、光吸收、化學(xué)活性等防顯示出許多特殊性質(zhì)。電爆法是一種較為理想的超細(xì)粉制備方法。本文主要介紹電爆法制備超細(xì)粉的主回路結(jié)構(gòu)及高壓電源針對此種應(yīng)用需要做的防護(hù)等。

更新歷史

2019年11月17日 - 初稿

作者：海伏科技——小濤（轉(zhuǎn)載注明出處）
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制備超細(xì)金屬粉末的常用方法

目前常用的制備超細(xì)粉的方法主要有機械法、物理法、和化學(xué)法。

機械法

機械法是利用研磨、氣流、液流或超聲波等將塊狀固體破碎成細(xì)粉的方法。傳統(tǒng)的粉碎設(shè)備如球磨機、振動磨等粉末重復(fù)接觸擠壓可能會重新粘連不太適合用于制備超細(xì)粉末。氣流研磨類似機加工中常用的噴砂技術(shù)，利用高速氣流中粉料顆粒相互碰撞達(dá)到粉碎的目的。

物理法

物理法中以物理氣象沉積（PVD）法最為成熟。利用各種熱源使原始材料在低壓惰性氣體中蒸發(fā)，然后冷凝在收集器上而支制取細(xì)粉末。本文介紹的電爆法也屬于物理方法。

化學(xué)法

化學(xué)法是通過在氣相、液相狀態(tài)下的化學(xué)反應(yīng)生成超微細(xì)顆粒的方法。例如我們高中化學(xué)課中經(jīng)常見到的兩種澄清液體相互反應(yīng)生成沉淀，這里的沉淀就是一種超微細(xì)顆粒。

電爆法整體結(jié)構(gòu)

電爆法的核心反應(yīng)器為電爆室，電爆室內(nèi)充有低壓保護(hù)惰性氣體，如氦氣。電爆室的中央有金屬細(xì)絲，在短時間內(nèi)（一般為幾十至幾百微秒）通過大電流，使金屬熔斷，熔斷后電流不會立刻停止，氛圍氣體以及金屬蒸汽在電場的作用下被電離，產(chǎn)生等離子體通道，等離子體繼續(xù)加熱金屬使之汽化分散至氛圍氣體中，電容中的能量釋放完畢后金屬蒸汽緩慢冷卻凝華為金屬微粒。

除電爆室外還有用于連續(xù)提供金屬絲的送絲機構(gòu)、提供氛圍氣體的進(jìn)氣抽真空機構(gòu)、粉末收集機構(gòu)，以及本文要重點介紹的能量注入機構(gòu)等。

電爆法電路結(jié)構(gòu)

電爆法制備超細(xì)金屬粉末電路結(jié)構(gòu)

電爆法制備超細(xì)金屬粉末的應(yīng)用屬于脈沖功率技術(shù)的一種，海伏課堂將陸續(xù)更新高壓電源應(yīng)用及脈沖技術(shù)的干貨文章，請持續(xù)關(guān)注。

和其他脈沖功率技術(shù)一樣，電爆法制備超細(xì)金屬粉末的主回路包含儲能電容、放電開關(guān)、環(huán)路電感、以及負(fù)載（這里是金屬絲）?？赡茉谟行┪恼轮校h(huán)路電感被省略了，因為往往在環(huán)路中沒有一個電感實體。但是作者建議在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域任何情況下都不要忽略環(huán)路電感的存在，尤其是快沿功率脈沖系統(tǒng)中，電容內(nèi)部、開關(guān)電弧上、導(dǎo)線上都存在電感，有時幾納亨的電感都會對最終的電流波形產(chǎn)生很大的影響。

除了主回路的器件，還有為儲能電容充電的高壓電源（高壓電容充電電源）及其保護(hù)電路。保護(hù)電路的作用是放電過程的反峰損壞充電機，關(guān)于反峰防護(hù)可以參照《高壓電源反峰防護(hù)》這個系列文章，內(nèi)有反峰產(chǎn)生的機理以及如何防護(hù)。

開關(guān)：電爆法制備納米金屬粉末所用的開關(guān)可以是氣體自擊穿開關(guān)、氣體觸發(fā)開關(guān)、引燃管等，也可以通送絲機構(gòu)創(chuàng)造開關(guān)，海伏科技可以根據(jù)您的需求對開關(guān)提供設(shè)計幫助。

總結(jié)

經(jīng)過多年來在脈沖功率技術(shù)領(lǐng)域的持續(xù)深耕，海伏科技的工程師們高壓電源的抗干擾特性，穩(wěn)定性，保護(hù)電路的選用等有著豐富的經(jīng)驗，我們不單對高壓電源負(fù)責(zé)，一旦達(dá)成合作我們會上門現(xiàn)場查看環(huán)路連接情況并提出改進(jìn)建議。另外在系統(tǒng)集成上開發(fā)了多款功率脈沖技術(shù)領(lǐng)域使用的軟、硬件，將我們的產(chǎn)品以系統(tǒng)級交付，得到了客戶的一致好評。

參考資料

[1]張周伍;電爆法制備金屬超細(xì)粉體材料的設(shè)備與工藝研究[D];蘭州理工大學(xué);2006年