超細(xì)球形氧化物粉體是一類重要的粉體材料，相對于普通氧化物粉體，球形氧化物粉體不僅內(nèi)部的缺陷得到了改善，而且由于粒徑較小且分布均勻，表面形貌規(guī)則，粉體的堆積密度顯著增大，可以很大程度上改善粉體的流動性和分散性，最大限度地消除團(tuán)聚的影響，從而實(shí)現(xiàn)高密度填充，廣泛應(yīng)用在電子陶瓷、電子封裝、涂層等領(lǐng)域。不過由于需要精確控制顆粒的形狀和大小，對工藝條件和過程控制要求十分嚴(yán)格，高品質(zhì)的超細(xì)球形氧化物粉體的制備一直是行業(yè)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。

在眾多制備球形粉體的方法中，高頻感應(yīng)熱等離子體具有能量密度大、溫度高和冷卻速率快等特點(diǎn)，同時，由于產(chǎn)生等離子體的感應(yīng)線圈位于等離子體炬外，不會帶來電極污染，且等離子體反應(yīng)體系氣氛可控，因此在制備和處理高純度球形粉體材料方面具有明顯的優(yōu)勢和潛力。

高頻熱等離子體制備的特種粉體

利用高頻等離子體高溫弧，粗原料粉體會快速熔融氣化，此時熔融的顆粒因表面張力可形成球形液滴，之后通過控制冷凝速度，在極大的溫差下使熔融液滴迅速冷卻固化，得到規(guī)則的球形顆粒。在此過程中，顆粒內(nèi)部的氣體和一些易揮發(fā)或能與氣氛發(fā)生反應(yīng)的的雜質(zhì)容易擴(kuò)散到表面并揮發(fā)脫離體系，因此可減少孔隙的形成，并提高了材料的純度，為球形氧化物顆粒在高端領(lǐng)域的應(yīng)用提供了更為豐富的可能性。

作為熱等離子體技術(shù)制備粉體材料的資深專家，中國科學(xué)院過程工程研究所的袁方利研究員經(jīng)過長期的經(jīng)驗(yàn)積累，已經(jīng)參與研發(fā)了多種具有特色的特種粉體制備技術(shù)，包括利用氧活性粒子強(qiáng)化氧化調(diào)控超細(xì)球形氧化物的生長、利用氫活性粒子強(qiáng)化還原反應(yīng)制備金屬和非氧化物粉體等。其中，利用氧等離子體制備出的超細(xì)球形氧化鋁顆粒致密規(guī)則，表面光滑，已成功應(yīng)用于制備細(xì)晶氧化鋁陶瓷。

等離子體制備的超細(xì)球形氧化鋁

如果您想了解更多關(guān)于高頻熱等離子體制備超細(xì)球形氧化物粉體的內(nèi)容，6月12日，中國科學(xué)院過程工程研究所的袁方利研究員將親臨“中國粉體工業(yè)百人論壇現(xiàn)場”，分享報告《高頻熱等離子體制備超細(xì)球形氧化物粉體》，介紹熱等離子體制備超細(xì)球形氧化物粉體的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹導(dǎo)熱用超細(xì)球形氧化鋁粉體，并對高頻熱等離子體制備粉體技術(shù)進(jìn)行了展望。內(nèi)容包括：

1）超細(xì)球形氧化物粉體研究現(xiàn)狀；

2）熱等離子體制備超細(xì)球形氧化物粉體研究進(jìn)展；

3）超細(xì)球形氧化鋁粉體的特性及應(yīng)用研究；

4）熱等離子體制備粉體技術(shù)展望。

報告人介紹

袁方利，研究員，博士生導(dǎo)師。主要開展特種粉體材料制備與應(yīng)用研究，重點(diǎn)圍繞熱等離子體制備特種功能粉體進(jìn)行設(shè)備研制、粉體材料研發(fā)和應(yīng)用研究。研發(fā)了高頻熱等離子體制備粉體裝置，實(shí)現(xiàn)了納米球形氧化鋁、氧化硅和球形難熔金屬粉及納米金屬粉體等的宏量制備；開展了硼化物和碳化物等超高溫陶瓷粉體研制，實(shí)現(xiàn)了超高溫陶瓷粉體的批量化制備。發(fā)表SCI論文100多篇，獲授權(quán)發(fā)明專利6項(xiàng)。2010年獲北京市科學(xué)技術(shù)獎二等獎，2011年獲中國石油和化學(xué)工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎三等獎，2016獲中國顆粒學(xué)會-贏創(chuàng)顆粒學(xué)創(chuàng)新獎，2023年北京市自然科學(xué)二等獎。中國力學(xué)學(xué)會等離子體專業(yè)委員會委員。

粉體百人論壇會務(wù)組