DE2006075A1 - Method and device for the production of fine powders of a metal or an alloy - Google Patents
Method and device for the production of fine powders of a metal or an alloyInfo
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Description
Anlage AktenzeichenAttachment file number
zur Eingabe vom -| Q. Februar 1970 Sch// Name d·Anm· Shinku Yakin Kabushikito enter - | Q. February 1970 Sch // Name d Note Shinku Yakin Kabushiki
KaishaKaisha
Verfahren und Vorrichtung zum Erzeugen feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung. „Method and apparatus for producing fine powders of a metal or an alloy. "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine VoirLchtung zum Erzeugen feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung., die beispielsweise eine Größe von weniger als 0,001 mm aufweisen, durch Erhitzen und Verdampfen und/oder Sublimieren des Metalls oder, der Legierung in einer Atmosphäre nicht aktiver Gase unter einem Druck, der unterhalb oder oberhalb des atmosphärischen Drucks liegt. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung, indem das Metall oder die Legierung durch Energiestrahlerhitzung oder Induktionserhitzung erhitzt und verdampft und/oder sublimiert wird, sowie die verdampften und/oder sublimierten Materialien in- Form von Pulver oder Teilchen von strömendem Gas oder Gasen mitgerissen und in eine Kühleinrichtung eingeführt werden.The invention relates to a method and a device for producing fine powders of a metal or an alloy. For example, a size of less than 0.001 mm do not exhibit, by heating and evaporating and / or subliming the metal or alloy in an atmosphere active gases under a pressure that is below or above of atmospheric pressure. The invention relates in particular to a method and a device for generating fine powder of a metal or alloy by adding the metal or alloy is heated by energy beam heating or induction heating and vaporizes and / or sublimates is, as well as the vaporized and / or sublimed materials in the form of powder or particles of flowing Gas or gases entrained and introduced into a cooling device will.
Es ist bekannt, daß äußerst feine Pulver eines bestimmten Metalls oder einer Legierung, die beispielsweise eine Pulvergröße von weniger als 1 000 8 aufweisen, von ausgezeichneter Qualität sind, wenn sie als feste Materialien eines magnetischen Elements, als Superleiter, als chemischer Katalysator, als Absorber für Licht oder elektromagnetische Wellen, als Rohmaterial in der Pulvermetallurgie, als Halbleiter und dergleichen verwendet werden. Zur Zeit besteht eine große Nachfrage nach diesen äußerst feinen Pulvern eines Metalls oder einer Legierung, um dieselben als Katalysator in der chemischen Industrie, als Magnetpulver für eine Bändaufzeichnungs-S 92/1 —1"It is known that extremely fine powders of a certain metal or alloy, for example having a powder size of less than 1,000 8, are of excellent quality when used as solid materials of a magnetic element, a superconductor, a chemical catalyst, an absorber for light or electromagnetic waves, as a raw material in powder metallurgy, as a semiconductor and the like. These extremely fine powders of a metal or alloy are currently in great demand to use them as a catalyst in the chemical industry, as a magnetic powder for a tape recording S 92/1 - 1 "
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vorrichtung und dergleichen zu verwenden. Wenn die Pulvergröße des Magnetpulvers gering ist, wird es im Falle des Bandes der Bandaufzeichnungsvorrichtung möglieh, während eines langen Zeitraumes bei langsamer Geschwindigkeit des Bandes aufzuzeichnen, so daß die Nachfrage der Bandhersteller nach solchen äußerst feinen Pulvern groß ist. Es ist jedoch schwierig, solche feinen Pulver eines Metalls oder einer Legierung leicht und in großen Mengen herzustellen, welche rein sind und eine gute Qualität aufweisen.device and the like to use. In the case of the tape, when the powder size of the magnet powder is small, it becomes the Tape recorder possible for a long period of time to record at the slow speed of the tape so that tape manufacturers' demand for such is extremely high fine powders is great. However, it is difficult to obtain such fine powders of a metal or an alloy easily and in large size To produce quantities that are pure and of good quality.
Ein übliches Verfahren der Erzeugung solcher feiner Pulver besteht darin, eine Vorrichtung zu verwenden, die mit einer Widerstandsheizeinrichtung aus Wolfram in einer Glasglocke versehen ist. Bei diesem Verfahren wird eine Heizeinrichtung in Form einer knnischen Wicklung eines Wolframdrahtes von 0,8 mm Durchmesser in einer Glasglocke angeordnet, die ein luftdichtes Gehäuse bildet. Etwa jSO mg des Metalls oder der Legierung werden als Rohmaterial für das zu erzeugende feine Pulver auf die Wicklung der Heizeinrichtung aufgebracht. Eine Auslaßöffnung ist mit einem Abführungssystem verbunden und ein Teil der Verbindung zwischen einem Glasglockenteil und einem Basisteil der Glasglocke wird durch eine Dichtung luftdicht abgeschlossen.A common method of producing such fine powders is in using a device provided with a tungsten resistance heater in a bell jar is. In this process, a heating device in the form of a knical winding of a tungsten wire with a diameter of 0.8 mm is used arranged in a bell jar which forms an airtight housing. About 50 mg of the metal or alloy will be used applied as a raw material for the fine powder to be produced on the winding of the heater. An outlet port is with connected to a discharge system and part of the connection between a bell jar part and a base part of the bell jar is hermetically sealed by a seal.
Bei der Erzeugung feiner Pulver mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird die Glasglocke zuerst ausgepumpt, um einWhen producing fine powders using those described above Apparatus is first pumped out to a bell jar
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Vakuum von etwa 10 Torr zu erhalten. Dann wird nicht aktives Gas mit einer Reinheit von etwa 99>99$ in die Glasglocke derart
eingeführt, daß sich in derselben ein Druck für Argon von 0,1 bis 30 Torr, für Helium von 1 bis 76O Torr und für Xenon
von 0,1 bis 10 Torr ergibt. Durch Zuführung eines elektrischen Stromes von 100 W wird dann die Heizeinrichtung plötzlich erhitzt.
Zu diesem Zeitpunkt verteilt sich das Metall oder die Legierung in allen Richtungen in der Glasglocke in Form eines Nebels,
wird auf der Innenseite der Glasglocke abgekühlt und haftet an derselben in Form eines Pulvers an. Hierauf wird die Glasglocke
aus einer ortsfesten Stellung entfernt und das an derselben anhaftende feine Pulver wird mit einer Bürste gesammelt. Auf
diese Weise werden bei einem Vorgang ungefähr 10 mg des feinen Pulvers erhalten. Die Größe des Pulvers verändert sich entspre--5
Maintain vacuum of about 10 torr. Inactive gas with a purity of about 99> 99 $ is then introduced into the bell jar in such a way that there is a pressure therein of 0.1 to 30 Torr for argon, 1 to 76O Torr for helium and 0.1 for xenon results in up to 10 Torr. The heating device is then suddenly heated by supplying an electric current of 100 W. At this time, the metal or alloy spreads in all directions in the bell jar in the form of a mist, is cooled on the inside of the bell jar, and adheres to the same in the form of a powder. The bell jar is then removed from a stationary position and the fine powder adhering to it is collected with a brush. In this way, about 10 mg of the fine powder is obtained in one operation. The size of the powder changes accordingly
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chend der Art und dem Druck des eingeführten Gases, dem Grad der Erhitzung, der Abmessung der Glasglocke und dem Abstand des Materials von der Heizeinrichtung und der Innenseite der Glasglocke. Im Falle der Erzeugung feiner Eisenpulver wurden beispielsweise folgende Erginisse erzielt:according to the type and pressure of the gas introduced, the degree of Heating, the dimensions of the bell jar and the spacing of the material from the heater and the inside of the bell jar. In the case of the production of fine iron powders, for example achieved the following results:
Wenn als eingeführtes Gas Argon verwendet wird, ist die erzielte Verteilung der Pulvergröße besser als bei Verwendung von Helium. Falls Helium verwendet wird Und sein Druck unter 5 bis £? Torr gehalten wird oder wenn Argon verwendet wird und sein Druck unter 0,1 Torr gehalten wird, wird kein Nebel erzeugt, sondern es ergibt sich die gleiche Erscheinung wie bei der Vakuumverdampfung. Wenn andererseits Argon verwendet wird und sein Druck mehr als 30 Torr beträgt, wird kein .Nebel erzeugt, außer wenn die Materialien beträchtlich erhitzt sind. Gemäß diesem Herstellungsverfahren beträgt beir einem Vorgang die Ausbeute an feinem Pulver nicht mehr als 10 mg und der Draht der Heizeinrichtung ist nach nur zweinELiger Verwendung bei der Erzeugung feiner Eisenpulver verbraucht. Aus diesen Gründen wird das vorstehend beschriebene Herstellungsverfahren nur im Versuchsmaßstab ausgeführt. Bei diesem Verfahren bestehen die Mangel darin, daß das Material,des Widerstandsdrahtes selbst verdampfen und sich mit den Produkten mischen kann, sowie daß die Ausbeute an feinem Pulver nur eine geringe Menge ergibt.When argon is used as the introduced gas, the powder size distribution obtained is better than when using helium. If helium is used And its pressure below 5 to £? Torr is held or when argon is used and its pressure is kept below 0.1 Torr, no mist is generated, but the same phenomenon as that of vacuum evaporation occurs. On the other hand, when argon is used and its pressure is more than 30 torr, no mist is generated unless the materials are considerably heated. According to this manufacturing method, an operation is r in the yield of fine powder not more than 10 mg and the wire of the heating means is consumed after only zweinELiger use in the production of fine iron powder. For these reasons, the manufacturing process described above is only carried out on a trial scale. The deficiencies in this method are that the material of the resistance wire itself can evaporate and mix with the products, and that the yield of the fine powder is only a small amount.
Zur Erzeugung feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung wurde ferner vorgeschlagen, die Lichtbogenentladung^zu verwenden, indem die Anode eines Materials selbst verdampft und/oder sublimiert wird. Dieses Verfahren ist aber nur verwendbar zum Erzeugen der Pulver von Ruß. oder Siliciumcarbid, zum Erzeugen feiner Pulver eines Metalloxyds durch Erhitzen und Verdampfen und/oder Sublimieren verschiedener Metalle in einer gewöhnlichen Atmosphäre oder zum Erzeugen feiner Pulver eines Nitrids in einerFor the production of fine powders of a metal or an alloy it was also proposed to use the arc discharge ^, by vaporizing the anode of a material itself and / or is sublimated. This method can only be used for Generating the powder from soot. or silicon carbide, to produce fine powder of a metal oxide by heating and evaporating and / or subliming various metals in an ordinary Atmosphere or for producing fine powders of a nitride in one
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Stickstoffatmosphäre.Nitrogen atmosphere.
In einer Hinsicht ist es wichtig, daß die Lichtbogenentladung in einer Atmosphäre nicht aktiver Gase ausgeführt wird, um die reinen feinen Pulver des Metalls oder der Legierung zu erzeugen. Da jedoch der Druck des Gases und die Form der Elektrode die Art der Entladung wesentlich beeinflussen, ist es tatsächlich äußerst schwierig, einen stabilen Betriebszustand zu erzielen.In one respect it is important that the arc discharge is carried out in an atmosphere of inactive gases to produce the pure fine powders of the metal or alloy. However, since the pressure of the gas and the shape of the electrode significantly affect the nature of the discharge, it really is extremely difficult to achieve a stable operating condition.
Um ferner die Ausbeute feiner Pulver in einer Gasatmosphäre, z.B. von Argon oder Stickstoff zu erhöhen, ist es notwendig, die Spannung für die Lichtbogenentladung zu senken. Wenn jedoch die Spannung abnimmt, erstreckt sich die Lichtbogenentladung über einen größeren Bereich und es kann daher keine hohe Temperatur erzielt werden. Aus diesen Gründen ergibt sich, daß das Verfahren der Erzeugung feiner Pulver durch Lichtbogenentladung ungeeignet ist, große Mengen feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung zu erhalten.Furthermore, in order to increase the yield of fine powders in a gas atmosphere, For example, to increase argon or nitrogen, it is necessary to lower the voltage for the arc discharge. But when As the voltage decreases, the arc discharge extends over a larger area and therefore it cannot reach a high temperature be achieved. For these reasons, it is found that the method of producing fine powders by arc discharge is unsuitable for obtaining large amounts of fine powders of a metal or an alloy.
Die Aufgabe der Erfindung besteht daher darin, die vorstehend angegebenen Mangel zu eliminieren und ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen reiner feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung in großen Mengen auszubilden.The object of the invention is therefore to eliminate the deficiencies indicated above and a method and a Apparatus for producing pure fine powders of a metal or an alloy in large quantities.
Das Verfahren zum Erzeugen feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung besteht gemäß der Erfindung darin, daß Materialien für die zu erzeugenden feinen Pulver eines Metalls oder einer Legierung in einem luftdichten Behälter angeordnet werden, daß in dem Behälter ein Vakuum ausgebildet wird, daß in den Behälter inaktives Gas zum Erhitzen der Materialien eingeführt wird, um dieselben in Form eines Nebels zu verdampfen und/oder zu sublimieren, daß die verdampften und/oder sublimierten Materialien in eine Kühleinrichtung eingeführt werden und daß die an der Innenseite der Kühleinrichtung anhaftenden feinen Pulver des Metalls oder der Legierung gesammelt werden.The method for producing fine powders of a metal or an alloy is, according to the invention, that materials for the fine powders of a metal or an alloy to be produced in an airtight container that a vacuum is established in the container so that inactive gas is introduced into the container for heating the materials, to vaporize and / or sublime the same in the form of a mist that the vaporized and / or sublimated materials are introduced into a cooling device and that the fine powder of the adhering to the inside of the cooling device Metal or alloy.
Eine Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens zum Erzeugen feiner Pulver eines Metalls oder einer Legierung besteht gemäß der Erfindung aus einem luftdichten Behälter, der mit einer Ah-3 92/1 -4-An apparatus for carrying out the method for producing fine powders of a metal or an alloy consists in accordance with of the invention from an airtight container with an Ah-3 92/1 -4-
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führungseinrichtung versehen ist, aus einer im Behälter angeordneten Aufnahmeeinrichtung der Materialien für die zu erzeugenden feinen Pulver, aus einer Einrichtung zum Erhitzen der Materialien, um dieselben zu verdampfen und/oder zu sublimieren, so daß sie Pulver oder Teilchen bilden, aus einer eine Gasströmung erzeugenden Einrichtung, welche die verdampften und/oder sublimierten pulverförmigen.Materialien in Form eines Nebels in eine Kühleinrichtung einführt, welche die verdampften und/oder sublimierten pulverförmigen Materialien abkühlen kann, so daß die abgekühlten Materialien an der Innenseite der Kühleinrichtung anhaften, und aus einer Einrichtung, zum Sammeln der an der Innenseite anhaftenden feinen Pulver des Metalls oder der Legierung.guide device is provided, from one arranged in the container Receiving device for the materials for the fine powders to be produced, consisting of a device for heating the materials, to vaporize and / or sublime them to form powders or particles from a gas flow generating device which vaporises and / or sublimates them powdery.Materials in the form of a mist in a cooling device introduces, which can cool the vaporized and / or sublimed powdery materials, so that the cooled Adhering materials to the inside of the cooling device, and from a device for collecting those adhering to the inside fine powder of metal or alloy.
Das Verfahren und die Vorrichtung gemäß der Erfindung werden nachstehend in einigen beispielsweisen Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen genauer beschrieben, in welchen zeigt jThe method and apparatus according to the invention will be described in more detail below in some exemplary embodiments with reference to the drawings, in which shows j
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform der Erfindung,1 shows a schematic representation of a first embodiment the invention,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform undFig. 2 is a schematic representation of a second embodiment and
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform. 3 shows a schematic representation of a third embodiment.
Die Figuren 4, 5 und 6 zeigen schematische Darstellungen anderer Ausführungsformen der Erfindung. ·Figures 4, 5 and 6 show schematic representations of others Embodiments of the invention. ·
Fig. 7 zeigt eine graphische Darstellung, welche sich aufFig. 7 shows a graph which appears
die Gäsmengen bezieht, die zum Erzeugen des Plasma- * Strahls verwendet werden und welche eine Beziehung veranschaulichen zwischen dem Druck eines Gases in .-".■... einem'-Behäl.ter und der Menge des feinen Pulvers, das * unter diesem Druck.erzeugt wird.the Gäsmengen relates, the beam can be used to generate the plasma * and showing a relationship illustrate between the pressure of a gas in .- ". ■ ... einem'-Behäl.ter and the amount of the fine powder * under this Pressure is generated.
Fig. 8 zeigt eine graphische Darstellung, welche die Veränderung der Pulvergröße feiner Eisenpulver entspre-3 92/1 -■".;■■ :,:" ■■'.■■' -5- Fig. 8 shows a graph showing the change in powder size of fine iron powder corresponding to 3 92/1 - ■ ".; ■■ : , : " ■■ '. ■■' -5-
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chend der Veränderung des Drucks des Gases veranschaulicht, wenn ein Gasgemisch aus Helium und 15$ Wasserstoff zur Erzeugung des Plasmastrahls verwendet wird.according to the change in pressure of the gas, when a gas mixture of helium and hydrogen is used to generate the plasma jet.
Pig. 1 zeigt schematisch eine erste Ausführungsform der Erfindung. Ein Behälter 1 besteht aus einer im allgemeinen zylindrischen Trommel 2. Ein vorderer Deckel 3 und ein hinterer Deckel 4 sind abnehmbar an beiden Enden der Trommel 2 befestigt. In einem unteren Teil der Trommel 2 und in der Nähe des vorderen Deckels 3 ist ein Tiegel 5 angeordnet, der gekühlt werden kann und der das zu verdampfende und/oder zu sublimierende Metall oder die Legierung 6 aufnimmt. An dem vorderen Deckel 3 ist eine Plasmapistole 7 befestigt, deren Achse von schräg oben auf das Metall oder die Legierung 6 gerichtet ist, um einen Plasmastrahl 8 zur Einwirkung ' zu bringen, der dasselbe verdampft und/oder sublimiert, wobei eine Düse 9 der Pistole 7 nach der Innenseite des Behälters 1 hin offen ist. Eine Plasma erzeugende Einrichtung ist bekannt. -Nicht aktives Gas zum Erzeugen des Plasmastrahls 8, wie z.B. Argon, Helium oder Stickstoff, wird in die Plasmapistole 7 aus einem Druckbehälter 10 eingeführt. Die Menge der Gasströmung wird mit einem Strömungsmesser 11 und einem Manometer 12 gemessen, während die Strömungsmenge durch ein Ventil 15 geregelt wird. Wie Fig. 1 zeigt, sind die Plasmapistole 7 und der Tiegel 5 mit einer Gleichstromquelle verbunden, die aber auch mit Wechselstrom von beispielsweise 200 V gespeist werden kann. Wenn die Plasmapistole 7 durch die elektrische Stromquelle 14 unter Spannung gesetzt wird, wird das Gas in der Pistole 7 ionisiert und in Form des Plasmastrahls 8 aus der Düse 9 auf das Metall oder die Legierung 6 herausgeblasen, um auf dasselbe aufzutreffen oder dasselbe zu bombardieren, wobei das Metall oder die Legierung auf positivem Potential gehalten wird. In Fig. 1 ist mit 15 ein elektrischer Sbromregler und mit 16 ein Starter bezeichnet.Pig. 1 shows schematically a first embodiment of the invention. A container 1 consists of a generally cylindrical drum 2. A front lid 3 and a rear lid 4 are detachably attached to both ends of the drum 2. In a lower part of the drum 2 and near the front cover 3 a crucible 5 is arranged which can be cooled and which contains the metal or alloy to be evaporated and / or sublimated 6 records. On the front cover 3, a plasma gun 7 is attached, the axis of which obliquely from above onto the metal or the Alloy 6 is directed to act on a plasma jet 8 ' to bring that vaporizes and / or sublimates the same, being a The nozzle 9 of the gun 7 is open towards the inside of the container 1. A plasma generating device is known. -Not Active gas for generating the plasma jet 8, such as argon, helium or nitrogen, is fed into the plasma gun 7 from a pressure vessel 10 introduced. The amount of gas flow is measured with a flow meter 11 and a manometer 12, while the The flow rate is regulated by a valve 15. Like Fig. 1 shows, the plasma gun 7 and the crucible 5 are connected to a direct current source, which can also be fed with alternating current of 200 V, for example. When the plasma gun 7 is energized by the electric power source 14, the gas in the gun 7 is ionized and in the form of the plasma jet 8 blown out of the nozzle 9 onto the metal or alloy 6 to strike the same or the same bombard, keeping the metal or alloy at a positive potential. In Fig. 1, 15 is an electrical Sbrom regulator and 16 denotes a starter.
Das Innere des Behälters 1 wird mit einer Luftpumpe 17* z.B. einer Kreiselpumpe, auf einen unterhalb des atmosphärischen Drucks liegenden Druck (der beispielsweise weniger als 1O-^ Torr beträgt) ausgepumpt und dieser Druck wird mit einer Geislerröhre 18 gemessen. Eine in der Nähe des Tiegels 5 angeordnete Kühleinrichtung 19 weist konische Form auf und ist an beiden Enden mit öffnungen S 92/1 -6-The interior of the container 1 is pumped out with an air pump 17 *, for example a centrifugal pump, to a pressure lying below atmospheric pressure (which is, for example, less than 10 - ^ Torr) and this pressure is measured with a Geisler tube 18. A cooling device 19 arranged in the vicinity of the crucible 5 has a conical shape and is provided with openings S 92/1 -6- at both ends.
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20 und 21 versehen. Die vordere öffnung 20 ist gegen die Strömung des verdampften und/oder sublimierten Metalls oder der Legierung hin offen, während die hintere öffnung 21 zum Einführen eines Kratzeisens 22 diente das Bürsten 25 trägt, welche das auf der Innenseite der Kühleinrichtung anhaftende feine Pulver abstreifen können. Es ist ein Trichter 24 vorgesehen, der zur · Aufnahme des .von den Bürsten 23 abgestreiften feinen Pulvers dient und der dasselbe in einen luftdichten Behälter 25 fallenläßt.-. Dieser luftdichte Behälter 25 verhindert, daß das erzeugte" feinem? Pulver mit der freien Luft in Berührung kommt und ist insbesondere notwendig, um feine Pulver für experimentelle oder "wissenschaftliche Untersuchungen zu gewinnen. In Fig. 1 ist mit 2.Ü- eine Gasleitung bezeichnet, welche den Druckbehälter 10 mit del' !Plasmapistole 7 verbindet. Mit 27, 28 sind Kühlwasserleitungeft für die Plasmapistole 7 bezeichnet, während mit 29 und J>0 Kühlwasserleitungen für den Tiegel 5 und die Kühleinrichtung 19 bezeichnet sind. ·20 and 21 provided. The front opening 20 is open against the flow of the vaporized and / or sublimed metal or alloy, while the rear opening 21 was used to insert a scraper 22 which carries brushes 25, which can strip off the fine powder adhering to the inside of the cooling device. A funnel 24 is provided which serves to receive the fine powder stripped off by the brushes 23 and which allows it to fall into an airtight container 25. This airtight container 25 prevents the "fine" powder produced from coming into contact with the open air and is particularly necessary for obtaining fine powders for experimental or "scientific research". In Fig. 1, 2.Ü- denotes a gas line which connects the pressure vessel 10 with the plasma gun 7. With 27, 28 cooling water lines are designated for the plasma gun 7, while with 29 and J> 0 cooling water lines for the crucible 5 and the cooling device 19 are designated. ·
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Erzeugen feiner Pulver wird unter Verwendung der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wie folgt, ausgeführt: .The inventive method for producing fine powders is using the device described above such as follows, executed:.
Zunächst wird der Behälter 1 auf den vorherbestimmten Druck (unter 10 Torr) ausgepumpt und dann wird Plasma erzeugendes Gas in den Behälter durch die Plasmapistole 7 aus dem Druckbehälter 10 eingeführt, um den Druck im Behälter auf den Druck zu erhöhen, der für die Erzeugung feiner Pulver des Metalls oder der Legierung von"gewünschter Pulvergröße geeignet ist. Das kennzeichnende Merkmal der dargestellten Ausführungsform der Erfindung^ besteht darin, daß ein Gemisch von Helium und Wasser-, stoff verwendet.wird. Wenn auf die Plasmapistole 7 ein Strom von 700 V zur Einwirkung gebracht wird, wird in der Plasmapistole Plasma erzeugt, das aus der Düse 9 in den Behälter 1 in Form des Plasmastrahls oder der Plasmagasströmung 8 geschleudert und in schräger Richtung auf das Metall oder die Legierung 6 im Tiegel 5 zur Einwirkung gebracht wird, um dasselbe zu erhitzen bzw. zu verdampfen und/oder zu sublimieren. In diesem Fall wird der Plasmastrahl oder die Gasströmung 8, die in schräger Richtung auf die Oberfläche des Metalls oder der Legierung 3 92/i . > -γ-First, the container 1 is set to the predetermined pressure (below 10 torr) and then becomes plasma generating Gas into the container through the plasma gun 7 from the pressure vessel 10 introduced to the pressure in the container to the pressure which is suitable for producing fine powders of the metal or alloy of "desired powder size. The characterizing feature of the illustrated embodiment of the invention ^ consists in using a mixture of helium and hydrogen. When the plasma gun 7 is a current of 700 V is applied in the plasma gun Plasma generated from the nozzle 9 in the container 1 in the form of the plasma jet or the plasma gas flow 8 is thrown and applied obliquely to the metal or alloy 6 in the crucible 5 to heat the same or to vaporize and / or sublime. In this case, the plasma jet or the gas flow 8, which is inclined towards the surface of the metal or the alloy 3 92 / i. > -γ-
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zur Einwirkung gebracht wird, reflektiert, wobei der Reflektionswinkel durch den Auftreffwinkel bestimmt wird. Die verdampften und/oder sublimierten Materialien sind in dem reflektierten Plasmastrahl oder der Gasströmung 8 enthalten und bilden feine Pulver in Form von festen, flüssigen oder dampfförmigen Teilchen, welche sich in der Kühleinrichtung I9 nach hinten bewegen. Nachdem dieselben in dieser Einrichtung abgekühlt sind, erstarren sie und bilden feine Körner, welche an der Innenseite der Kühleinrichtung 19 anhaften. Die anhaftenden kalten Pulver des Metalls oder der Legierung werden mittels der Bürsten 23 abgestreift. Das Kratzeisen 22 ist so angeordnet, daß sich dasselbe hin und her, sowie aufwärts und abwärts bewegen kann. Die abgestreiften feinen Pulver des Metalls oder der Legierung gleiten längs der geneigten Bodenfläche der Kühleinrichtung I9 nach unten und werden über den Trichter 24 von dem luftdichten Behälter 25 aufgenommen.is brought into action, reflected, the angle of reflection is determined by the angle of incidence. The vaporized and / or sublimed materials are in the reflected plasma beam or the gas flow 8 and form fine powder in the form of solid, liquid or vapor particles, which move backwards in the cooling device I9. After the same are cooled in this device, they solidify and form fine grains, which on the inside of the cooling device 19 cling. The adhering cold powders of the metal or the alloy are wiped off by means of the brushes 23. The scraper 22 is arranged so that it can move back and forth, as well as up and down. The stripped fine powder of the metal or alloy slide down along the inclined bottom surface of the cooler I9 and are over the Hopper 24 received in the airtight container 25.
Die in Fig. 2 dargestellte Ausführungsform der Erfindung ist im wesentlichen der ersten Ausführungsform gemäß Fig. 1 ähnlich mit Ausnahme der folgenden Punkte: Der Tiegel 5 der Fig. 1 ist durch einen Tiegel 31 mit Induktionsheizung ersetzt und die Plasmapistole 7 der Fig. 1 ist durch eine Heißgaserzeugungsvorrichtung 32 ersetzt. Die der Vorrichtung gemäß Fig. 1 entsprechenden Teile sind mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.The embodiment of the invention shown in FIG. 2 is essentially similar to the first embodiment according to FIG. 1 with the exception of the following points: The crucible 5 of FIG. 1 is replaced by a crucible 31 with induction heating and the plasma gun 7 of FIG. 1 is replaced by a hot gas generating device 32. The parts corresponding to the device according to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.
Bei dieser Ausführungsform wird ebenso wie bei der ersten Ausführungsform der Behälter 1 zunächst durch eine Auslaßöffnung 33 mittels einer Vakuumpumpe ausgetepumpt, worauf Gas, wie Helium, Argon oder dergleichen, in den Behälter eingeführt wird. Vor dem Anlassen der Vorrichtung wird Wechselstrom auf die Wicklungen 3 4· des Tiegels 31 wit Induktionsheizung zur Einwirkung gebracht, wobei die Frequenz des elektrischen Stromes gewünschtenfalls hoch oder niedrig ist, so daß das Metall oder die Legierung 6 im Tiegel erhitzt und geschmolzen wird. Dann wird die Heißgaserzeugungsvorrichtung 32 betätigt, indem eine Gasströmung 35 durch die Heizwicklungen 36 erhitzt wird, wobei die Gasströmung dann durch die Düsen einer Düsenplatte 37 austritt. Das verdampfte und/oder sublimierte Metall oder die Legierung wird durch die erhitzte Gasströmung in die Form eines Nebels gebracht, d.h. in die Form, von festen, flüsägen oder dampfförmigen Teilchen, 3 92/1 -8-In this embodiment, the same as in the first embodiment the container 1 is initially pumped out through an outlet opening 33 by means of a vacuum pump, whereupon gas, such as helium, Argon or the like is introduced into the container. Before starting the device, alternating current is applied to the windings 3 4 of the crucible 31 brought into action with induction heating, the frequency of the electric current being high or low, if desired, so that the metal or alloy 6 is heated and melted in the crucible. Then the hot gas generating device 32 is actuated by heating a gas flow 35 through the heating coils 36, the gas flow then exits through the nozzles of a nozzle plate 37. That evaporated and / or sublimated metal or alloy is brought into the form of a mist by the heated gas flow, i. in the form of solid, liquid or vaporous particles, 3 92/1 -8-
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welche in die Kühleinrichtung 19 mitgeführt werden. Der Vorgang wird dann in der in Verbindung mit Pig. 1 beschriebenen Weise fortgesetzt.which are carried along in the cooling device 19. The process will then be used in conjunction with Pig. 1 described way continued.
Gemäß dieser Ausführungsform wird die Erhitzung des Metalls öder der Legierung 6 und die Bewegung des verdampften und/oder sublimierten Metalls oder der Legierung in Form eines Nebels von verschiedenen Vorrichtungen ausgeführt, so daß diese beiden Vorgänge unabhängig voneinander kontrolliert werden können. Die Form, Anzahl-und Stellung der Vorrichtungen, sowie die Temperatur und die Menge der Gasströmung werden in der gewünschten Weise kontrolliert und können* der besten Bedingung für die Bewegung der feinen Pulver angepaßt werden. Bei Verwendung eines Tiegelsbit Induktionsheizung kann ferner die den Heizstrom liefernde Quelle ortsfest seih und sehr leicht geregelt werden. Die Vorrichtung gemäß dieser zweiten Ausführungsförm kann leicht in großem Maß·* stab hergestellt werden. Der in Fig. 2 dargestellte Tiegel 31 mit induktionsheizung ist zum Erhitzen eines Metalls öder einer Legierung geeignet, · welche .mit dem Material des Tiegels nicht reagiert. Die Verwendung des Tiegels mit Induktionsheizung wird daher bevorzugt, indem der Tiegel beispielsweise ein Metall oder eine Legierung aufnehmen und erhitzen kann, falls ein Metall oder eine Legierung verwendet wird, die mit dem Material des Tiegels reagiert.According to this embodiment, the heating of the metal or the alloy 6 and the movement of the vaporized and / or sublimated metal or the alloy in the form of a mist are carried out by different devices, so that these two processes can be controlled independently of one another. The shape, number and position of the devices, as well as the temperature and the amount of gas flow are controlled in the desired manner and can be adapted to the best conditions for the movement of the fine powders. When using a crucible bit induction heating, the source supplying the heating current can also be stationary and very easily regulated. The device according to this second embodiment can easily be manufactured on a large scale. The crucible 31 with induction heating shown in FIG. 2 is suitable for heating a metal or an alloy which does not react with the material of the crucible. The use of the crucible with induction heating is therefore preferred in that the crucible can, for example, receive a metal or an alloy and heat it if a metal or an alloy is used which reacts with the material of the crucible.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, die Heizwicklungen >4 unwirksam zu machen und an Stelle von Gas mit hoher Temperatur Gas mit normaler Temperatur zu verwenden* Wenn ferner in der Heißgaserzeugungsvorrichtung 32 KÜhleinriöh« tungen angeordnet weüen,- ist es möglich, kaltes Gas zu verwenden» Wenn Gas mit normaler Temperatur oder kaltes Gas verwendet wIM, werden die verdampften und/oder sublimierten Materialien während ihrer Förderung vorgekühlt und in der Kühleinrichtung 19 fertig abgekühlt»In the embodiment described above, it is possible to make the heating coils> 4 ineffective and instead of gas use high temperature gas with normal temperature * Furthermore, if in the hot gas generating device 32 KÜhleinriöh « arranged, - is it possible to use cold gas » If normal temperature gas or cold gas is used wIM, are the evaporated and / or sublimed materials during their conveyance precooled and completely cooled in the cooling device 19 »
Schließlich kann das ganze Gas oder ein Teil desselben aus reduzierendem Gas oder oxydierendem Gas bestehen. Das reduzierende öäs soll nicht nur die Oxydation des Metalls oder der Legierung verhindern* Selbst wenn nämlich -das Metall oder die Legierung inAfter all, all or part of the gas can come from reducing Gas or oxidizing gas. The reducing oil is not only intended to oxidize the metal or alloy prevent * Even if the metal or alloy is in
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die Form des Nebels des oxydierten Metalls oder der Legierung gelangen, können feine Pulver des reinen Metalls oder der Legierung erhalten werden, weil dieselben reduziert werden. Durch oxydierendes Gas werden feine Körner des oxydierten Metalls oder der Legierung erhalten.The form of the mist of the oxidized metal or alloy can get fine powders of the pure metal or alloy can be obtained because they are reduced. By oxidizing gas, fine grains of the oxidized metal become or the alloy.
Wenn als Heizgas zwei oder mehrere Arten von Gasen verwendet werden, werden die Gase aus jeder Quelle derselben in den Einlaß der Heißgaserzeugungsvorriehtung 32 eingeführt und mischen sich während des Durchgangs durch dieselbe. Es kann auch eine Vielzahl von GaserzeugungsVorrichtungen angeordnet werden und in diese verschiedenen Vorrichtungen können verschiedene Gase eingeführt werden.When two or more kinds of gases are used as the heating gas, For example, the gases from each source thereof are introduced into the inlet of the hot gas generating device 32 and mix while passing through it. A variety of gas generating devices can also be placed and within them Different gases can be introduced into different devices.
Es ist möglich, mit einem anderen verschiedenen Metall Organismen und dergleichen mitzuführen, welche in der Gasströmung gemischt werden, bevor das Gas aus der Gaserzeugungsvorrichtung 32 austritt. Es ist auch möglich, eine Vielzahl von Tiegeln mit Induktionsheizung längs der aus der Düsenplatte 37 austretenden Gasströmung anzuordnen und jeden der Tiegel mit einem verschiedenen Metall oder einer Legierung zu füllen. In diesem Fall könnealfeine Pulver einer Mischung von zwei oder mehreren Arten von Metallen oder Legierungen erhalten werden.It is possible with any other different metal organisms and the like which are mixed in the gas flow before the gas is discharged from the gas generating device 32 exit. It is also possible to have a large number of crucibles with induction heating along those emerging from the nozzle plate 37 Arrange gas flow and fill each of the crucibles with a different metal or alloy. In this case fine powders of a mixture of two or more kinds of metals or alloys can be obtained.
Nunmehr wird die dritte Ausführungsform der Erfindung unter Bezugnahme auf Fig. 3 beschrieben. Diese AusfUhrungsform ist in wesentlichen ähnlich der zweiten Ausführungsform gemäß Fig. 2, unterscheidet sich aber von der letzteren dadurch, daß als Heizeinrichtung eine Wärmequelle 38 angeordnet ist. Von dieser wird ein hohe Energie emittierender Heizstrahl 39* wie z.B. ein Elektronenstrahl, ein Laserstrahl (geringe Verstärkung durch angeregte Emission von Strahlung) oder ein Maserstrahl (Mikrowellenverstärkung durch angeregte Emission von Strahlung) direkt auf das Metall oder die Legierung 6 im Tiegel 3I gerichtet, wobdi dieser Tiegel selbstverständlich keine Heizwicklungen 3^ aufweist, wie in Fig. 2 dargestellt ist. Die Ausbildung und die WirkungsvEl.se dieser Ausf Uhrungsform sind im wesentlichen ähnlich jener der zweiten Ausführungsfornfcnit Ausnahme der vorstehend erwähnten Punkte, so daß eine genaue Beschreibung entfallen kann.Reference will now be made to the third embodiment of the invention on Fig. 3 described. This embodiment is in essentially similar to the second embodiment according to FIG. 2, but differs from the latter in that it is used as a heating device a heat source 38 is arranged. From this a high energy emitting heating beam 39 * such as an electron beam, a laser beam (low amplification through stimulated emission of radiation) or a maser beam (microwave amplification by excited emission of radiation) directed directly at the metal or alloy 6 in crucible 3I, wobdi this crucible of course no heating windings 3 ^ as shown in FIG. The design and the effects of this embodiment are essentially similar that of the second embodiment except those mentioned above Points, so that an exact description can be omitted.
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An Stelle der Erhitzung durch die Widerstandswicklungen J4 ist es möglich,, die Erhitzung durch elektrische Entladung zu verwenden. In Fig. 4 ist diese Ausführungsform schematisch dargestellt, bei welcher der Elektrode 4O negative Spannung" und der Elektrode 41 positive Spannung zugeführt wird. Die elektrische Entladung erfolgt zwischen den beiden Elektroden 4-0 und 41. Die in den Raum zwischen den beiden Elektroden eingeführte Gasströmung wird ionisiert und- direkt erhitzt, worauf dieselbe aus einer Düse 42 austritt. Das Gas,welches Ionen oder ein erregtes Atom (Molekül), enthält, wird gegen das Metall oder die Legierung 6 g^lasen. Falls - wie oben erwähnt - zwei oder mehrere Arten von Gasen verwendet werden, kann eine verschiedene Art des Gases durch eine in der Elektrode 41 vorgesehene Bohrung 4j eingeführt werden. Wenn der Durchmesser der Düse 42 klein ist, kann das, Gas aus der Düse 42 herausgeschleudert und gleichmäßig ausgebreitet werden, wenn keine Düsenplatte vorgesehen ist. In place of the heating from the resistor windings J4 is it is possible to use electrical discharge heating. In Fig. 4 this embodiment is shown schematically, at which the electrode 40 negative voltage "and the Electrode 41 is supplied with positive voltage. The electric Discharge takes place between the two electrodes 4-0 and 41. The gas flow introduced into the space between the two electrodes is ionized and heated directly, whereupon the same emerges from a nozzle 42. The gas, which ions or an excited atom (Molecule), contains, is against the metal or alloy 6 g ^ read. If - as mentioned above - two or more types of When gases are used, a different kind of gas can be introduced through a hole 4j provided in the electrode 41 will. If the diameter of the nozzle 42 is small, this can Gas can be thrown out of the nozzle 42 and spread evenly if no nozzle plate is provided.
Fig. 5 zeigt eine andere Ausführungsform, bei welcher die Heißgaserzeugungsvorrichtung 37, der Tiegel 31 und die Wärmequelle 3Ö paarweise vorgesehen sind. Bei dieser Ausführungsform werden in der Kühleinrichtung 19 feine Pulver von zwei Arten von Metallen oder Legierungen erhalten.Fig. 5 shows another embodiment in which the hot gas generating device 37, the crucible 31 and the heat source 3Ö are provided in pairs. In this embodiment in the cooler 19, fine powders of two kinds of metals or alloys.
Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei welcher eine Linse oder Linsen für Elektronen (oder eine Linse oder Linsen für geladene Teilchen) in der Gasströmung angeordnet sind. Die Linse 44 ist zwischen der Heißgaserzeugungsvorrichtung 32 bzw. dem Tiegel 3I und der Wärmequelle 38 angeordnet. Die Linse 44 kann als eine elektromagnetische Linse bezeichnet werden, welche die Strömung des ionisierten Gases bündeln und gegen das Metall oder die Legierung im Tiegel J51 lenken kann. Wie Fig. 6 zeigt, kann die Linse aber auch als eine ablenkende Linse ausgebildet sein, welche die Gasströmung ablenkt. Die Linse 45 ist zwischen dem' Tiegel 31 und der Wärmequelle 38 bzw. der Kühleinrichtung 19 angeordnet und kann die Gasströmung ablenken. Wenn solche ablenkenden Linsen verwendet werden, können die Stellungen der Elemente I9, 3I und Jb verhältnismäßig frei gewählt werden. Die elektromagnetische. Linse 45 kann eine ablenkdende Linse sein, welche die Gasströmung gegen die Oberfläche der Kühl-Fig. 6 shows a further embodiment of the invention in which a lens or lenses for electrons (or a lens or lenses for charged particles) are arranged in the gas flow. The lens 44 is arranged between the hot gas generating device 32 or the crucible 3I and the heat source 38. The lens 44 can be referred to as an electromagnetic lens which can focus the flow of ionized gas and direct it against the metal or alloy in crucible J51. As FIG. 6 shows, the lens can also be designed as a deflecting lens which deflects the gas flow. The lens 45 is arranged between the crucible 31 and the heat source 38 or the cooling device 19 and can deflect the gas flow. If such deflecting lenses are used, the positions of the elements I9, 3I and Jb can be chosen relatively freely. The electromagnetic. Lens 45 can be a deflecting lens that reduces the flow of gas against the surface of the cooling
s 92/1 . -11-p 92/1. -11-
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4%4%
einrichtung ablenkt.facility distracts.
Bei der in Pig. 1 gezeigten ersten Ausführungsform der Erfindung ist die Menge der erzeugten kfeinen Pulver größer, wenn der Druck im Behälter 1 niedriger ist, wenn eine kleinere Menge der Strömung des Plasma erzeugenden Gases in die Plasmapistole 7 eingeführt wird und wenn der elektrische Strom in der Plasmapistole 7 stärker ist. Es gibt jedoch eine untere Grenze für den Wert des Drucks im Behälter und die Menge der Gasströmung in der Plasmapistole 7, um eine stabile Abführung zu erhalten. Dieser Grenzwert ist entsprechend der Art des Gases veränderlich. Die Ergebnisse von Versuchen mit vier Arten von Gasen, nämlich Ar, Ar+15$Hp, He und He+15$ HL(^ ausgedrückt in Mol) sind folgende:In Pig. 1 shown first embodiment of the invention, the amount of fine powder produced is larger when the pressure in the container 1 is lower when a smaller amount of the flow of the plasma generating gas is introduced into the plasma gun 7 and when the electric current in the plasma gun 7 is stronger. However, there is a lower limit to the value of the Pressure in the container and the amount of gas flow in the plasma gun 7 in order to obtain a stable discharge. This limit is variable according to the type of gas. The results of experiments with four types of gases, namely Ar, Ar + 15 $ Hp, He and He + 15 $ HL (^ expressed in moles) are as follows:
Ar Ar + 15Jg H2 He He +Ar Ar + 15Jg H 2 He He +
Druck (Torr) 250 6Ö 250 10Pressure (Torr) 250 6Ö 250 10
Strömungsmenge 2 0,5 3 1 (f/sek)Flow rate 2 0.5 3 1 (f / sec)
Wenn die Strömungsmenge des obigen Gases auf dem unteren Greazwert gehalten und der Druck im Behälter verändert wird, ist die Menge der erzeugten feien Eisenpulver (als ein Beispiel) in Fig.7 dargestellt. Wie diese graphische Darstellung zeigt, nehmen die Mengen der Produkte in der Reihenfolge He+15#H2, He, Ar+15%Hg, Ar ab und die Menge der feinen Pulver, die in der Atmosphäre von He+15$H„ erzeugt wird, ist beträchtlich verschieden von der Menge der feinen Pulver, die in der Atmosphäre von Ar erzeugt wird. Die graphische Darstellung zeigt auch, daß sich die Menge der erzeugten feinen Pulver nicht verändert, selbst wenn der Druck im Behälter erhöht wird im Falle der Atmosphäre von He+15#Hp und He, daß aber die Menge der erzeugten feinen Pulver plötzlich abnimmt, wenn der Druck einen bestimmten Wert erreicht im Falle der Atmosphäre von Ar+15#Hp und Ar. Aus der graphischen Darstellung ergibt sich ferner, daß die Menge der Produkte im Falle von He+15%H2 oder Ar+15#H2 stärker zunimmt als im Falle von He oder Ar, die allein verwendet werden.When the flow rate of the above gas is kept at the lower limit and the pressure in the container is changed, the amount of the generated fine iron powder (as an example) is shown in Fig. 7. As this graph shows, the amounts of the products decrease in the order of He + 15 # H 2 , He, Ar + 15% Hg, Ar and the amount of fine powders generated in the atmosphere of He + 15 $ H " is considerably different from the amount of fine powders generated in the atmosphere of Ar. The graph also shows that the amount of fine powders produced does not change even if the pressure in the container is increased in the case of the atmosphere of He + 15 # H p and He, but that the amount of fine powders produced suddenly decreases, when the pressure reaches a certain value in the case of the atmosphere of Ar + 15 # H p and Ar. It can also be seen from the graph that the amount of the products increases more in the case of He + 15% H 2 or Ar + 15 # H 2 than in the case of He or Ar used alone.
Bei den obigen Versuchen ist der Grund dafür, daß die He oder Ar zuzusetzende Menge Hp auf 15$ beschränkt ist, auf die Konstruk-In the above experiments, the reason why the amount of He or Ar to be added is limited to $ 15 is due to the construct
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tion der Plasmapistole zurückzuführen, wie nachstehend beschrieben wird. Die Erfindung ist nicht auf diesen Wert beschränkt.tion of the plasma gun as described below will. The invention is not limited to this value.
Die Vorteile des Zusatzes von H2 sind folgende:The advantages of adding H 2 are as follows:
a) Der Plasmastrahl wird besser feststellbar;a) The plasma jet is easier to detect;
b) die Temperatur des Plasmastrahls wird höher, so daß die Menge des verdampften Metalls zunimmt undb) the temperature of the plasma jet becomes higher, so the amount of evaporated metal increases and
c) die Oxydation der erzeugten feinen Pulver kann verhindert werden.c) The fine powders produced can be prevented from oxidizing will.
Eines der kennzeichnenden Merkmale der Erfindung besteht ferner darin, daß im Falle der Verwendung des Gemisches von Heliumgas und Wasserstoffgas die Menge der Produkte sich nicht verändert wie im Falle der Verwendung von Heliumgas allein, wenn sich der Druck des Gases in einem großen Bereich verändert, wie z.B. 10-800 Torr.One of the distinguishing features of the invention also exists in that in the case of using the mixture of helium gas and hydrogen gas, the amount of the products does not change as in the case of using helium gas alone when the pressure of the gas changes over a wide range, e.g. 10-800 torr.
Entsprechend der Konstruktion der Plasmapistole muß die Menge von Hp verändert werden. Der Zustand der Stabilität des Plasmastrahls; wird durch die Konstruktion der Plasmapistole bewirkt. Um daher die beste Bedingung für die Stabilität des Plasmastrahls zu erzielen, ist es notwendigi die Menge des Hg-Zusatzes zu regeln. Aus diesem Grunde wurde bei; den obigen Versuchen festgestellt, daß'der richtige Wert der Menge des Hp-Zusatzes 15$ beträgt. According to the construction of the plasma gun, the amount of Hp to be changed. The state of stability of the plasma jet; is caused by the construction of the plasma gun. Therefore the best condition for the stability of the plasma jet To achieve this, it is necessary to regulate the amount of Hg added. For this reason was at; found in the above experiments, that the correct value of the amount of Hp addition is $ 15.
Hunmehr wird die Beziehung z.wischen der Pulvergröße der feinen Metallpulver und dem Druck im Behälter beschrieben. Wenn der Druck im Behälter höher ist, ist die Pulvergröße der erzeugten feinen Pulver größer, Wenn als Gas He+15^H2 verwendet und der Druckjm Behälter verändert wird, ist der mittlere Durchmesser 8 der Pulvergröße der erzeugten feinen Eisenpulver (als ein Beispiel) in Flg. 8 dargestellt. Wenn der Druck im Behälter niedrig ist, wie z.B. 200 Torr, beträgt der mittlere Durchmesser der Pulvergröße 200 8, und wenn der Druck im Behälter hoch ist, wie z.B. 800 Torr, beträgt der Durchmesser ungefähr 1000 % und die Pulvergröße verändert, sich linear ipit dem Druck. Wenn der Druck hoch ist oder mit anderen.Worten, die Dichte der GasmoleküleHere, the relationship between the powder size of the fine metal powders and the pressure in the container will be described. When the pressure in the container is higher, the powder size of the fine powders produced is larger. When He + 15 ^ H 2 is used as the gas and the pressure in the container is changed, the mean diameter is 8 of the powder size of the fine iron powders produced (as an example) in fl. 8 shown. When the pressure in the container is low such as 200 torr, the mean diameter of the powder size is 200 8, and when the pressure in the container is high such as 800 torr, the diameter is about 1000 % and the powder size changes linearly the pressure. When the pressure is high, or in other words, the density of the gas molecules
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groß wird, ist die freie Beweglichkeit des Gases gering. Daraus entsteht die Gelengenheit, daß sich die Gasmoleküle entsprechend ihrer Kollision miteinander kombinieren, bevor sie die Innenseite des Behälters erreichen, woraus sich die Pulvergröße der Produkte ergibt. Es ist daher möglich, feine Pulver des Metalls oder der Legierung mit der gewünschten Pulvergröße auf der Basis des Versuchswerts zu erhalten, wie Fig. 8 zeigt.becomes large, the free mobility of the gas is low. This creates the opportunity for the gas molecules to move accordingly combine their collision with each other before they reach the inside of the container, which gives the powder size of the products results. It is therefore possible to base fine powders of the metal or alloy with the desired powder size of the experimental value as shown in FIG.
Zum Abkühlen und Erstarren des verdampften und/oder sublimierten Metalls oder' der Legierung ist es vorteilhaft, den Auftreffwinkel des Plasmastrahls auf das verdampfte Material (den Winkel zwischen dem Plasmastrahl und der Oberfläche des Metalls oder der Legierung) klein zu machen, weil dann der Übergangsweg des reflektierten Gasstrahls zur Oberfläche der Kühleinrichtung lang wird.To cool and solidify the evaporated and / or sublimated Metal or alloy, it is advantageous to determine the angle of incidence of the plasma jet on the vaporized material (the angle between the plasma jet and the surface of the metal or alloy) small, because then the transition path of the reflected gas jet to the surface of the cooling device becomes long.
Wie bereits erwähnt, können gemäß der Ausführungsform der Erfindung, welche die Verwendung eines Gasgemisches von He und H2 als Plasma erzeugendes Gas vorsieht, um das Metall durch den Plasmastrahl zu erhitzen, bzw. zu verdampfen und/oder zu sublimieren, sowie dasselbe abzukühlen, große Mengen feiner Pulver des Metalls oder der Legierung und die gewünschten Größen der feinen Pulver erhalten werden.As already mentioned, according to the embodiment of the invention, which provides for the use of a gas mixture of He and H 2 as a plasma-generating gas, in order to heat the metal by the plasma jet, or to vaporize and / or sublime it, and to cool it down, large amounts of fine powders of the metal or alloy and the desired sizes of the fine powders can be obtained.
S 92/1 -14-S 92/1 -14-
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