HIGH-SPEED FABRICATION OF HIGHLY UNIFORM METALLIC MICROSPHERES

• Main Authors: SMITH, ROBERT, ORME-MARMERELIS, MELISSA
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 27.12.2002
• Edition: 7
• Subjects: CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; CASTING; ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; ELECTRICITY; MAKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS; PERFORMING OPERATIONS; POWDER METALLURGY; PRINTED CIRCUITS; TRANSPORTING; WORKING METALLIC POWDER

In a high-speed fabrication process for producing highly uniform metallic microspheres, a molten metal (16) is passed through a small orifice (30), producing a stream of molten metal therefrom. A series of molten metal droplets forms from the break up of the capillary stream (32). To achieve high uniformity of the spheres and avoid defects, the droplets are cooled before being captured. Separating the droplets, by causing them to travel in different paths than their adjacent droplets, helps to facilitate the cooling of the droplets. The droplets can be separated by electrostatically charging them as they break off from the capillary stream. The droplets are then passed through an electric field, which can be produced by a pair of deflection plates (44). The droplets are dispersed by varying the electric field - e.g., by rotating the plates or by varying the voltage applied thereto - or by varying the charge of the droplets. Advantageously, the droplets can be actively cooled in flight by passing them through a cryogenic gas chamber. L'invention concerne un procédé de fabrication haute vitesse servant à produire des microsphères métalliques hautement uniformes, dans lequel on fait passer un métal fondu à travers un petit orifice afin de produire un flux de métal fondu. Une série de gouttelettes de métal fondu se forment à partir de l'éclatement du système capillaire. Pour obtenir une uniformité élevée des sphères et d'éviter les défauts, les gouttelettes sont refroidies avant d'être capturées. On sépare les gouttelettes, en leur faisant parcourir des trajectoires différentes des gouttelettes adjacentes, ce qui facilite le refroidissement des gouttelettes. Pour séparer ces dernières, on peut les charger électrostatiquement lorsqu'elles se dégagent du flux capillaire. Les gouttelettes passent ensuite à travers un champ électrique, qui peut être produit par deux plaques de déflexion. Puis, on disperse les gouttelettes en modifiant le champ électrique par exemple, en faisant tourner les plaques ou en modifiant la tension qui leur est appliquée ou en modifiant la charge des gouttelettes. Pour plus d'efficacité, on peut refroidir activement les gouttelettes en vol en les faisant passer dans une chambre à gaz cryogène.