TiH2粉末在射频等离子体中行为研究

基本信息
批准号:51274039
项目类别:面上项目
资助金额:79.00
负责人:郭志猛
学科分类:
依托单位:北京科技大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:隋延力,罗骥,盛艳伟,陈存广,王玉明,曾鲜,王瑞欣
关键词:
射频等离子体球形钛粉数值模拟氢爆TiH2
结项摘要

Combining the RF plasma spheroidization processing with hydrogenation dehydrogenation (HDH), and using the characteristics of low-temperature hydrogen absorption and high-temperature hydrogen desorption of titanium powder, the short process of the preparation of pure fine spherical titanium powder with large size hydrogenated titanium powder as raw material was studied in this work. The hydrogen explosion mechanism of TiH2 powder in the plasma was proposed. With the fast process of dehydrogenation decomposition, hydrogen explosion, self-broken and molten spheroidization in the high-temperature plasma, pure and fine spherical titanium powder was prepared. This research systematically studied the hydrogen explosion mechanism and the thermodynamic and kinetic conditions of the process. The process and variation of trajectory, phase and temperature of TiH2 powder in the plasma were revealed essentially with numerical simulationand and empirical studies. The behavior and mechamism of TiH2 powder in the plasma were clarified. The effect of the process parameters on the morphology, particle size, purity and composition of the Ti powder was studied, and the theory and processing were also anlysized. The aim is to developing the hydrogen explosion mechanism and conducting the research of short process low-cost, high-quality fine spherical Ti powder preparation technology. The technology has independent intellectual property rights. In addition, this theory can also be applied to produce other fine spherical powders with hydrogen explosion mechanism.

本项目提出将射频等离子体球化与氢化脱氢技术相结合,以大颗粒TiH2粉末为原料短流程制备高纯微细球形钛粉。利用钛粉低温吸氢、高温放氢特点,提出TiH2粉末在等离子体中存在氢爆机制,其过程为TiH2粉在等离子体高温条件下快速脱氢分解、氢爆、自破碎和熔融球化,实现以大颗粒TiH2粉为原料制备高纯微细球形钛粉的目的。系统研究氢爆机制及过程的热力学与动力学条件,将数值模拟和实证研究相结合,从本质上揭示粉体在等离子体中的运动轨迹、物相变化和温度变化过程及其规律,阐明TiH2粉末在等离子体中的行为及相互作用机制,研究工艺参数对钛粉形貌、粒度、物相及组成的影响规律,探讨大颗粒TiH2粉短流程制备高纯微细球形钛粉的理论和工艺;目的是发展等离子体氢爆理论,并在该理论指导下开展具有自主知识产权的短流程、低成本、高质量的微细球形钛粉研究。此原理可应用于其它能够产生氢爆的氢化物金属粉末以制备高纯球形细金属粉。

项目摘要

本项目提出将等离子体球化与氢化脱氢技术相结合,以大颗粒TiH2 粉末为原料短流程制备高纯微细球形钛粉。利用钛粉低温吸氢、高温放氢特点,提出TiH2 粉末在等.离子体中存在氢爆机制,其过程为TiH2 粉在等离子体高温条件下脱氢分解、氢爆、自破碎和熔融球化,实现以大颗粒TiH2 粉为原料制得高纯微细球形钛粉的目的。系统研究氢爆机理及形成球形钛粉的热力学与动力学条件,将数值模拟和实证研究相结合,从本质上揭示粉体在等离子体场中的运动轨迹、物相变化和温度变化过程及其规律,探索TiH2 粉末在等离子体中的行为及相互作用机制,研究工艺参数对Ti 粉形貌、粒度、纯度及物相组成的影响规律,为大颗粒TiH2 粉短流程制备高纯微细球形钛粉提供理论依据;发展等离子体氢爆理论,并在该理论指导下开展具有自主知识产权的短流程、低成本、高质量的微细球形钛粉制备技术。此原理还可应用到其它产生氢爆的氢化物金属粉末,以制备高纯球形细金属粉。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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