ВСТУПЛЕНИЕ

Получение порошков металлов методом газового распыления является относительно простым и дешевым технологическим процессом. При этом, и это важно —  уровень “микронности” ограничен энергетическими характеристиками первичного газового потока:

1. Размер образующихся частиц зависит от скорости  газового потока.
2. Размер образующихся частиц зависит от энергетики газового потока.
3. Размер образующихся частиц зависит от температуры  газового потока. Наиболее эффективно распыление идёт при температуре газового потока, совпадающего с температурой расплава или выше её, так как вязкость и поверхностное натяжение при этом не претерпевают изменений в процессе дробления струи из-за отсутствия переохлаждения расплава.

ПРЕДЛОЖЕНИЕ

Анализируя  выше поименованные ограничения получается, что для увеличения эффективности процесса получения мелко дисперсионных порошков микронного уровня необходимо увеличивать энергетику, скоростные и температурные характеристики первичного газового потока.

Исходя из выше изложенного, предлагается обратить внимание на детонационные источники энергии в качестве источника первичного высокоскоростного, высокоэнергетического и высокотемпературного

Детонация в атмосферу от одного источника детонационного горения представляет собой взрыв, в котором взрывная волна распространяется со скоростью 2000-3000 м/с, а температура горения достигает 3000-3500 °С. Мощность тепловыделения в детонационном фронте на несколько порядка выше дефлаграционного фронта (обычного горения).Продукты детонации обладают огромной кинетической энергией. Теплопередача от продуктов детонации к теплоносителю существенно выше, чем при использовании обычного горения, ввиду огромной конвективной составляющей.

Наиболее подробно принципы работ, виды, типы, особенности, конструктивные исполнения детонационных источников энергии заявлены здесь:

Детонационные источники энергии и технологии

Предлагается для заявленных целей в качестве источника  высокотемпературного, высокоскоростного и высокоэнергетического газового потока использовать классическую сферическая детонационно-резонансную горелку, например такого конструктивного исполнения, ссылка:

Детонационно-резонансная горелка.

КОНСТРУКТИВНОЕ ИСПОЛНЕНИЕ ПО ЗАЯВЛЯЕМОМУ СПОСОБУ

Предлагаемое конструктивное исполнения  по заявленному способу достаточно просто и выглядит согласно рис. № 8.16.1.

Сферическая детонационно-резонансная горелка размещена сверху по центру достаточно габаритного пылеуловительного бункера.  Сама горелка имеет конструктивное отличие от классики тем, что дополнительно на наружной части сферического резонатора горелки в центральной части установлена ёмкость с жидким металлом. В ёмкости внизу на выходе установлен клапан регулировки потока подачи жидкого металла. Бункер снабжён по средине пылеуловительными  тарелками и нижним затвором для выгрузки мелко дисперсионного порошка металла.

Рис. № 8.16.1. Гравитационно-детонационный распылительный способ получения мелко дисперсионных порошков микронного уровня любых металлов из жидких расплавов.

ПРИНЦИП РАБОТЫ:

Жидкий металл гравитационным  способом  подаётся в фокус сжатия/разряжения волн детонационного  горения классической детонационно-резонансной горелки. Структура потока определяется клапаном регулировки подачи жидкого металла.

Разрушение жидкого металла начинает происходить   непосредственно в  фокусе формирования следующих друг за другом волн детонационного горения в детонационно-резонансной горелке. Затем частицам жидкого металла придаётся значительное ускорение следующими друг за другом сверхзвуковыми волнами горения/сжатия.

          Происходит высоко энергетическое, высокотемпературное и высокоскоростное распыление жидкого металла. Время пребывания частичек металла в волнах горения несоизмеримо мало, поэтому последние не успевают сгореть с образованием оксидов. Продукт распыления   оседает в крупногабаритном бункере с встроенными пылеуловительными тарелками.