
Mo鉬粉與Ti鈦粉的混合體系,并非簡單的金屬粉末疊加,而是一類兼具鉬的高熔點、高溫穩定性與導電性,以及鈦的高比強度、耐腐蝕性與良好加工性的功能性合金粉末材料。通過精準調控鉬粉與鈦粉的配比、粒度分布及混合均勻性,可制備出適配不同工況需求的復合粉末,經后續燒結、熱等靜壓等工藝加工后,形成性能優異的合金部件或涂層材料,在多個高端工業領域發揮不可替代的作用。
從應用場景來看,Mo-Ti混合粉的應用覆蓋多個戰略新興行業與高端制造領域。在半導體與微電子行業,其制成的鉬鈦合金靶材是先進邏輯芯片、存儲芯片及OLED顯示面板制造的核心材料,可在銅導線與硅基材間形成納米級擴散阻擋層,有效阻止銅原子擴散,同時提升電極與基板的粘附力,保障器件的可靠性與性能穩定性。航空航天領域中,Mo-Ti混合粉常用于制備火箭發動機噴管喉襯、燃氣輪機葉片等高溫部件,或作為高溫防護涂層的核心原料,憑借其優異的高溫強度與抗蠕變性,抵御極端工況下的高溫氧化與燃氣沖刷。在硬質與耐磨涂層領域,Mo-Ti基復合粉末經鍍膜處理后,可形成超硬涂層應用于高速切削工具與精密模具表面,顯著提升工具的硬度、紅硬性與耐磨性,延長模具使用壽命并降低粘模風險。此外,在石油化工行業,它還可用于制造耐高溫、耐腐蝕的管道與閥門部件,在汽車制造領域則助力發動機輕量化與性能提升,市場需求持續增長。
噴霧干燥技術因具備干燥效率高、可實現連續生產、能精準控制粉末球形度與粒度分布等優勢,成為Mo-Ti混合粉制備的關鍵工藝之一。以下結合實際生產與研發實踐,介紹三個那艾儀器噴霧干燥機的典型制備案例。
第一個案例聚焦高密度鉬鈦合金靶材用復合粉的制備,某公司采用那艾儀器閉式循環離心噴霧干燥工藝完成核心造粒環節。該工藝的核心思路是通過惰性環境保護與精準參數調控,保障粉末的成分均勻性與活性。具體流程為:首先選取純度≥99.95wt%的鉬粉與純度≥99.8wt%的鈦粉,按40:60至60:40的摩爾比稱量混合,隨后加入乙醇或己烷作為溶劑,以及占粉末總重1-3%的聚乙二醇或石蠟作為粘結劑,通過滾筒式球磨機磨制24小時以上,制備成固形物粒徑2-40μm、溶劑占比30-60%的均勻漿料。噴霧干燥階段采用閉式循環噴霧干燥機,設置進口溫度250-300℃,噴頭轉速8000-12000rpm,以氮氣作為干燥介質維持塔內0.05-0.1MPa的正壓環境,徹底隔絕氧氣避免粉末氧化。經干燥后得到的Mo-Ti復合粉成球率高、流動性優異,顆粒內部鉬鈦元素分布均勻。后續經冷等靜壓(100-200MPa)成型、真空熱處理及熱等靜壓(750-900℃、120-160MPa)等工序,最終制備出高密度、大尺寸的鉬鈦合金靶材,可滿足平板顯示器布線鍍膜的嚴苛需求。
第二個案例是針對航空發動機涂層用超細Mo-Ti復合粉的制備,某公司采用熱離心噴霧干燥技術,重點解決超細粉末的團聚控制與高溫穩定性問題。工藝設計上,先對原料進行精細化預處理:將鉬粉、鈦粉及少量改性助劑按特定比例混合,采用真空混合干燥技術去除原料中的水分與雜質,避免后續干燥過程中出現成分偏析。噴霧干燥環節選用高速熱離心噴霧干燥機,通過PLC矢量控制算法實現霧化轉速的精準調節,轉速范圍設定在18000-25000rpm,利用離心力與熱空氣剪切力的協同作用,將預處理后的漿料霧化成超細液滴。干燥介質采用經過三段式加熱的高純氮氣,進口溫度精準控制在220-280℃,出口溫度維持在80-100℃,確保液滴快速干燥的同時,避免粘結劑過度分解產生雜質。為提升粉末收集效率與純度,系統配備了一級旋風分離器與二級脈沖布袋除塵器的多級分離裝置,其中脈沖布袋除塵器的過濾精度可達2μm,捕集效率≥99.5%。最終制備的Mo-Ti復合粉平均粒徑小于20μm,球形度良好,高溫抗氧化性能優異,經后續涂層制備工藝處理后,可有效提升發動機葉片的耐高溫沖刷能力。
第三個案例為電子信息領域用低氧Mo-Ti超細粉的制備,某公司采用氣流式噴霧干燥工藝,核心突破在于低氧環境構建與粒度精準調控。具體工藝步驟如下:首先將高純度鉬粉與鈦粉按設計比例混合,加入去離子水與專用分散劑,經超聲分散與高剪切攪拌后,制備成固含量20-30%的穩定漿料,通過在線粒度儀實時監控漿料粒徑分布,確保滿足后續干燥要求。噴霧干燥設備采用氣流式霧化器,以壓縮氮氣作為霧化介質,霧化壓力控制在0.8-1.2MPa,通過調節霧化氣流量與進料速率的比值,實現對粉末粒徑的精準調控。干燥塔內采用氮氣封閉循環系統,配備在線氧含量監測儀,當氧含量超過1%時自動啟動補氮程序,確保干燥全過程處于低氧環境,降低粉末氧化風險。干燥溫度參數設定為進口180-220℃、出口70-90℃,經干燥后的粉末進入真空干燥箱進行二次干燥,進一步去除殘留水分與微量溶劑。該工藝制備的Mo-Ti超細粉含氧量低于500ppm,粒度分布集中(D50控制在20-50μm),流動性好,可直接用于后續的精密電子元件成型與鍍膜工藝,保障電子器件的導電性能與穩定性。
Mo-Ti混合粉憑借其優異的綜合性能,在高端制造領域的應用前景廣闊。噴霧干燥技術通過離心式、氣流式等不同設備類型與工藝優化,可精準匹配不同應用場景對Mo-Ti混合粉的性能要求,為其工業化生產與質量提升提供了可靠支撐。隨著相關技術的持續迭代,Mo-Ti混合粉的應用領域將進一步拓展,噴霧干燥制備工藝也將朝著更高效、更精準、更環保的方向發展。