上次介绍了氧化钇粉末的优点以及基本特性,这篇讲解一下拿到原料之后是怎么做事前处理的。
很多人刚接触热喷涂会很不解,为什么不直接用氧化钇粉末直接喷?既然你上篇文章说了氧化钇这么好,又怎么拿这个粉去做另一个粉然后再喷涂呢。
首先上两张图,一张是处理前的,从稀土公司买来的原料粉SEM,另一张是我们公司做完的热喷涂粉末SEM。
电镜下原料粉末
可以看到,处理之前的粉末是片状的,处理之后的粉末是球形颗粒,大小也比较均等,并且观察球形表面,都是原料粉末(越看越像兵卒一口脆),你可以理解为我们拿碎的方便面渣渣做了一个圆球形的方便面渣渣球。
电镜下球形喷涂粉末(倍和倍)
这样的处理是为了后期均匀热加热粉末,使得粉末均匀融化,喷涂出更平整,气孔率更少的涂层面。
为了达到做出完美球状的粉末,首先需要“和面”。也就是标题里提到的配料。
==配料==
准备物:溶剂,粉末,配料机
制作粉末种类不同,加入的溶剂也是不同的。可能会有人问,能不能说一下都加什么?嗯...这个就是商业机密了,虽然无法告知到底加了什么,但是可以大致聊一下加的东西的种类和作用。
溶剂基本分为三大类:水系、酒精系列、其他有机溶剂
主要的作用:让原料粉末充分分散、让原料粉末更好去结合、调整PH、浆液浓度调剂
上面提到的分散和结合,看似是相反的操作,但是其实加入的阶段不同,所以效果也不同
大致步骤:加入上述所需的各原料以及其他配料进行混合——目的是调整液体的粘度和温度,以及按需求去调整
原料的分散程度
这一步称之为slurrymix。
图片左右的机器均为混合调配机器
==研磨==
准备物:BallMilling/DiscMilling(研磨机),研磨球
拿氧化钇举例子,一般通过混合ZrO2制作更小的Y2O3小颗粒。
氧化锆搜索结果
氧化锆如上图所示,是结实的球体,多用于粉体的研磨。
将上一步配好的流体转移到研磨机中,并在机器中加入氧化锆球,机器会带着这些配料旋转,让锆球击打粉碎流体中的粉末。
研磨机内部运转模拟图
氧化锆球可回收利用,用完这一步把它们倒出来洗干净就可以循环再用。
这一步称为slurryaging。
研磨的时间是多少?
相信也有人会问这样的问题,这也是商业机密。但是可以说,时间越长研磨出来的粉末就会越细腻,制作出来的球体也会越漂亮。
BUT!这里要考虑时间成本问题。
当氧化锆球相互碰撞时,原料粉末也被捕获并压碎成小于原料粉末的尺寸,随着时间越长,尺寸就会越小。
但同时,时间越长,尺寸越小,成本和价格也就会越高。
回归热喷涂涂层的本质——减少chamber内的腐蚀,减少部件的更换频率,降低成本。
而花在研磨上的时间太长,粉末成本也会上升,热喷涂层的好处就会丧失。
所以掌握好研磨时间会在提高产量,降低成本上起到非常关键的作用。
下面一篇来聊一下最关键的“颗粒化”过程,带着一张4年前的产品SEM照片结束今天的文章~
漂亮的35.5um