Mo钼粉与Ti钛粉的混合体系,并非简单的金属粉末叠加,而是一类兼具钼的高熔点、高温稳定性与导电性,以及钛的高比强度、耐腐蚀性与良好加工性的功能性合金粉末材料。通过精准调控钼粉与钛粉的配比、粒度分布及混合均匀性,可制备出适配不同工况需求的复合粉末,经后续烧结、热等静压等工艺加工后,形成性能优异的合金部件或涂层材料,在多个高端工业领域发挥不可替代的作用。
从应用场景来看,Mo-Ti混合粉的应用覆盖多个战略新兴行业与高端制造领域。在半导体与微电子行业,其制成的钼钛合金靶材是先进逻辑芯片、存储芯片及OLED显示面板制造的核心材料,可在铜导线与硅基材间形成纳米级扩散阻挡层,有效阻止铜原子扩散,同时提升电极与基板的粘附力,保障器件的可靠性与性能稳定性。航空航天领域中,Mo-Ti混合粉常用于制备火箭发动机喷管喉衬、燃气轮机叶片等高温部件,或作为高温防护涂层的核心原料,凭借其优异的高温强度与抗蠕变性,抵御极端工况下的高温氧化与燃气冲刷。在硬质与耐磨涂层领域,Mo-Ti基复合粉末经镀膜处理后,可形成超硬涂层应用于高速切削工具与精密模具表面,显著提升工具的硬度、红硬性与耐磨性,延长模具使用寿命并降低粘模风险。此外,在石油化工行业,它还可用于制造耐高温、耐腐蚀的管道与阀门部件,在汽车制造领域则助力发动机轻量化与性能提升,市场需求持续增长。
喷雾干燥技术因具备干燥效率高、可实现连续生产、能精准控制粉末球形度与粒度分布等优势,成为Mo-Ti混合粉制备的关键工艺之一。以下结合实际生产与研发实践,介绍三个那艾仪器喷雾干燥机的典型制备案例。
第一个案例聚焦高密度钼钛合金靶材用复合粉的制备,某公司采用那艾仪器闭式循环离心喷雾干燥工艺完成核心造粒环节。该工艺的核心思路是通过惰性环境保护与精准参数调控,保障粉末的成分均匀性与活性。具体流程为:首先选取纯度≥99.95wt%的钼粉与纯度≥99.8wt%的钛粉,按40:60至60:40的摩尔比称量混合,随后加入乙醇或己烷作为溶剂,以及占粉末总重1-3%的聚乙二醇或石蜡作为粘结剂,通过滚筒式球磨机磨制24小时以上,制备成固形物粒径2-40μm、溶剂占比30-60%的均匀浆料。喷雾干燥阶段采用闭式循环喷雾干燥机,设置进口温度250-300℃,喷头转速8000-12000rpm,以氮气作为干燥介质维持塔内0.05-0.1MPa的正压环境,彻底隔绝氧气避免粉末氧化。经干燥后得到的Mo-Ti复合粉成球率高、流动性优异,颗粒内部钼钛元素分布均匀。后续经冷等静压(100-200MPa)成型、真空热处理及热等静压(750-900℃、120-160MPa)等工序,最终制备出高密度、大尺寸的钼钛合金靶材,可满足平板显示器布线镀膜的严苛需求。
第二个案例是针对航空发动机涂层用超细Mo-Ti复合粉的制备,某公司采用热离心喷雾干燥技术,重点解决超细粉末的团聚控制与高温稳定性问题。工艺设计上,先对原料进行精细化预处理:将钼粉、钛粉及少量改性助剂按特定比例混合,采用真空混合干燥技术去除原料中的水分与杂质,避免后续干燥过程中出现成分偏析。喷雾干燥环节选用高速热离心喷雾干燥机,通过PLC矢量控制算法实现雾化转速的精准调节,转速范围设定在18000-25000rpm,利用离心力与热空气剪切力的协同作用,将预处理后的浆料雾化成超细液滴。干燥介质采用经过三段式加热的高纯氮气,进口温度精准控制在220-280℃,出口温度维持在80-100℃,确保液滴快速干燥的同时,避免粘结剂过度分解产生杂质。为提升粉末收集效率与纯度,系统配备了一级旋风分离器与二级脉冲布袋除尘器的多级分离装置,其中脉冲布袋除尘器的过滤精度可达2μm,捕集效率≥99.5%。最终制备的Mo-Ti复合粉平均粒径小于20μm,球形度良好,高温抗氧化性能优异,经后续涂层制备工艺处理后,可有效提升发动机叶片的耐高温冲刷能力。
第三个案例为电子信息领域用低氧Mo-Ti超细粉的制备,某公司采用气流式喷雾干燥工艺,核心突破在于低氧环境构建与粒度精准调控。具体工艺步骤如下:首先将高纯度钼粉与钛粉按设计比例混合,加入去离子水与专用分散剂,经超声分散与高剪切搅拌后,制备成固含量20-30%的稳定浆料,通过在线粒度仪实时监控浆料粒径分布,确保满足后续干燥要求。喷雾干燥设备采用气流式雾化器,以压缩氮气作为雾化介质,雾化压力控制在0.8-1.2MPa,通过调节雾化气流量与进料速率的比值,实现对粉末粒径的精准调控。干燥塔内采用氮气封闭循环系统,配备在线氧含量监测仪,当氧含量超过1%时自动启动补氮程序,确保干燥全过程处于低氧环境,降低粉末氧化风险。干燥温度参数设定为进口180-220℃、出口70-90℃,经干燥后的粉末进入真空干燥箱进行二次干燥,进一步去除残留水分与微量溶剂。该工艺制备的Mo-Ti超细粉含氧量低于500ppm,粒度分布集中(D50控制在20-50μm),流动性好,可直接用于后续的精密电子元件成型与镀膜工艺,保障电子器件的导电性能与稳定性。
Mo-Ti混合粉凭借其优异的综合性能,在高端制造领域的应用前景广阔。喷雾干燥技术通过离心式、气流式等不同设备类型与工艺优化,可精准匹配不同应用场景对Mo-Ti混合粉的性能要求,为其工业化生产与质量提升提供了可靠支撑。随着相关技术的持续迭代,Mo-Ti混合粉的应用领域将进一步拓展,喷雾干燥制备工艺也将朝着更高效、更精准、更环保的方向发展。