CN111534765A - 一种球形非晶合金粉末制备装置与方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种球形非晶合金粉末制备装置，包括：气雾化器，用于采用雾化气体将合金熔液破碎；液冷装置，位于气雾化器下方且设置于气雾化器的气流喷嘴***，用于将气雾化器破碎后的合金粉末中间体冷却形成球形非晶合金粉末。本发明还公开了一种球形非晶合金粉末制备方法，包括如下步骤：S1：将原料熔化，得到合金熔液；S2：在真空或惰性气氛下，采用惰性雾化气体对合金熔液进行雾化处理，得到合金粉末中间体；S3：合金粉末中间体进入冷却区进行冷却，得到球形非晶合金粉末。通过如上制备装置或制备方法制备得到粒度更均一、球形更规则、含氧量更小的球形非晶合金粉末。

Description

一种球形非晶合金粉末制备装置与方法
技术领域
本发明属于雾化制粉技术领域，特别涉及一种采用气雾化水冷工艺制备球形非晶合金粉末的装置与方法。
背景技术
雾化制粉是以快速运动的雾化介质(通常是高压的水或气)打击破碎将金属或合金液体破碎为细小液滴，继之冷凝为固体粉末的粉末制备方法。由于制取粉末的方法不同，所得到粉末的形状也大不相同。
非晶合金产品由于具有高饱和磁感应强度和高磁导率，解决了晶粒、晶界、位错、间隙原子、磁晶各向异性等缺陷对软磁性能的不利影响，用于制作变压器、互感器及电感元件等具有优异的磁性、耐蚀性、耐磨性、高的强度、硬度和高的电阻率及电耦合性能，目前在美国、日本、德国等国家都已经有一定的生产规模，大量的非晶合金逐渐取代坡莫合金及铁氧体涌向市场。随着电子器件高频化和小型化的发展，市场对高频率下高磁导率、低损耗软磁粉末的要求也日趋苛刻。因此，制备球形、低氧的非晶粉末成为解决问题的关键。
目前制备非晶软磁粉体的方式主要有两种：(1)带材破碎法；(2)雾化法。采用非晶带材破碎法制备的非晶粉由于粉末棱角多，容易刺破粉末表面包覆的绝缘层，因而限制了其市场的拓展。带材破碎法制备的非晶粉照片参见图1。现有雾化法制备非晶粉末的装置参见图2，包括雾化器1，进气管2，气流喷嘴3，导液管4，熔液喷嘴5。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种球形非晶合金粉末的制备装置，该装置合金非晶形成能力强，而且可以保证形成的粉末具有良好的球形度和低氧量。
本发明的目的之二在于提供一种球形非晶合金粉末的制备方法，该方法制备的球形非晶合金粉末球形度好、含氧量低。制备的非晶粉末可以解决电子器件高频下对高磁导率、低损耗非晶粉末的需求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
本发明第一方面提供了一种球形非晶合金粉末制备装置，所述制备装置包括：
气雾化器，用于采用雾化气体将合金熔液破碎；
液冷装置，位于所述气雾化器下方且设置于所述气雾化器的气流喷嘴***，用于将所述气雾化器破碎后的合金粉末中间体冷却形成球形非晶合金粉末。
在一些实施方式中，所述制备装置还包括导液管，连接装有所述合金熔液的中间包和所述气雾化器。
在一些实施方式中，所述导液管上端与所述中间包连通。
在一些实施方式中，所述导液管下端部座设于所述气雾化器的对应插口。
在一些实施方式中，所述导液管的内腔从上到下呈倒锥形，锥角为0-15°。
在一些实施方式中，所述导液管的内腔从上到下由倒锥形过渡为圆筒状，锥角为1-15°。
在一些实施方式中，在所述气雾化器的侧壁上设置有用于向所述气雾化器中通入所述雾化气体的进气管。
在一些实施方式中，在所述气雾化器下部围绕合金熔液出口设置有用于破碎所述合金熔液的气流喷嘴。
在一些实施方式中，所述气流喷嘴呈环形设置。
在一些实施方式中，所述气流喷嘴喷出气流的方向与竖向呈40-50°夹角。
在一些实施方式中，所述液冷装置呈环形设置于所述气流喷嘴***，用于形成冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区。
在一些实施方式中，所述液冷装置为具有双层壁的筒形结构，且所述液冷装置下底面设置有冷却液出口，用于冷却液向下流出形成冷却液幕，所述冷却液幕形成冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区。
在一些实施方式中，所述冷却液为水。
在一些实施方式中，所述液冷装置为具有双层壁的筒形结构，所述双层壁之间的空间填充有冷却液，筒形结构的中空区域是用于冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区。
在一些实施方式中，所述冷却液为液氮。
在一些实施方式中，所述液冷装置固定于所述气雾化器的下底面上。
在一些实施方式中，所述液冷装置的侧壁上设置有用于向所述液冷装置注入冷却液的进液管。
在一些实施方式中，所述非晶合金粉末为FeSiB系非晶合金粉末；优选地，按照质量百分比，所述非晶合金粉末的组分包括：Si：1-14％、B：7-15％、C：≤4％、Cu：≤3％、Nb：≤4％、P：≤2％，余量为Fe和不可避免的杂质。
在一些实施方式中，所述FeSiB系非晶合金粉末为AP01、AP02或AP03合金粉末；
所述AP01合金粉末化学成分按质量百分比为：Cu：1％、Nb：3％、Si：13.5％、B：9％、Fe：余量以及不可避免的杂质；
所述AP02合金化学成分按质量百分比为：Cu：1％、Nb：1％、Si：4％、B：9％、C：0.3％、Fe：余量以及不可避免的杂质；
所述AP03合金化学成分按质量百分比为：Cu：1.2％、Si：2％、B：12％、P：2％、Fe：余量以及不可避免的杂质。
本发明第二方面提供了一种球形非晶合金粉末制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1：将原料熔化，得到合金熔液；
S2：在真空或惰性气氛下，采用惰性雾化气体对所述合金熔液进行雾化处理，得到合金粉末中间体；
S3：所述合金粉末中间体进入冷却区进行冷却，得到所述球形非晶合金粉末。
在一些实施方式中，在步骤S1中，在高于所述原料熔点50～250℃的条件下将所述原料熔化，得到所述合金熔液。
在一些实施方式中，在步骤S1中，在高于所述原料的熔点150～200℃的条件下将所述原料熔化，得到所述合金熔液。
在一些实施方式中，在步骤S2中，所述雾化处理时，雾化气体压力为2～6Mpa；所述雾化处理时的真空度控制10Pa以下。
在一些实施方式中，在步骤S2中，所述惰性雾化气体为氮气或氩气。
在一些实施方式中，在步骤S3中，所述冷却的速率为106K/s以上。
在一些实施方式中，所述冷却的速率为106-107K/s。
在一些实施方式中，所述球形非晶合金粉末制备方法是使用本发明第一方面所述的球形非晶合金粉末制备装置进行的。
本发明第三方面提供了一种球形非晶合金粉末，所述球形非晶合金粉末是根据本发明第一方面所述的球形非晶合金粉末制备装置或本发明第二方面所述的球形非晶合金粉末制备方法制备得到的。
本发明制备装置的技术特征可以以任何可能的方式组合使用。
本发明的优点在于，通过对雾化器结构进行改进，找到了一种制备球形、低氧非晶粉末的方法，该方法简单易行，而且可以在原有雾化器的基础上进行结构改造，成本低、效率高。球形、低氧的非晶粉末可以广泛应用于高频、小型化的电子器件领域，具有良好的市场前景。本发明方法制备得到的球形非晶粉末的粒度范围D50:5～30μm，氧含量600ppm以下。
附图说明
图1为现有技术中带材破碎法制备的非晶粉照片。
图2为现有技术球形非晶合金粉末制备装置结构示意图。
图3为本发明一些实施例的球形非晶合金粉末制备装置结构示意图。
图4为图3所示球形非晶合金粉末制备装置结构与使用状态示意图。
图5为本发明实施例1制备的非晶合金粉末的SEM扫描电镜照片。
图6为本发明实施例1制备的非晶合金粉末的XRD图谱。
图7为对比例1制备的合金粉末的SEM扫描电镜照片。
图8为对比例1制备的合金粉末的XRD图谱。
图9为本发明实施例2制备的非晶合金粉末的SEM扫描电镜照片。
图10为本发明实施例2制备的非晶合金粉末的XRD图谱。
图11为对比例2制备的合金粉末的SEM扫描电镜照片。
图12为对比例2制备的合金粉末的XRD图谱。
图13为本发明实施例3制备的非晶合金粉末的SEM扫描电镜照片。
图14为本发明实施例3制备的非晶合金粉末的XRD图谱。
图15为本发明对比例3制备的合金粉末的SEM扫描电镜照片。
图16为本发明对比例3制备的合金粉末的XRD图谱。
其中，1-气雾化器，2-进气管，3-气流喷嘴，4-导液管，5-熔液喷嘴，6-水冷装置，7-进水管，8-合金熔液液流，9-喷出的雾化气体，10-冷却水幕，11-非晶合金粉末。
图6、8、10、12、14、16的XRD图谱中横坐标为2θ(x射线的入射角度的两倍)，纵坐标为衍射强度。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明装置和方法作进一步地详细描述。
目前水雾化制备的非晶粉末球形度较差、氧含量偏高，通常氧含量会达到2000ppm左右。采用气雾化工艺，粉末的球形度和氧含量都会得到改善，但是，采用气雾化工艺会存在非晶形成困难的问题，尤其是一些尺寸较大的粉末颗粒，形成非晶更加困难。本发明找到了一种雾化制粉装置和方法，能够获得球形、低氧的非晶粉末。本发明将气雾化和气雾化后的冷却结合起来，可以得到低氧、球形度好的非晶粉末，制备得到的球形非晶粉末的粒度范围D50:5～30μm，氧含量600ppm以下。
本发明提供的球形非晶合金粉末制备装置，是通过对现有气雾化设备进行简单易实施的结构改造，可以使合金熔液经过高压气体打击破碎，金属液滴在表面张力的作用下形成球形颗粒，颗粒经过冷却液(水)幕形成的冷却区快速冷却，从而获得球形、低氧的非晶粉末。参见图2-4，本发明的制备装置包括气雾化器1和位于气雾化器1下方且设置于所述气雾化器的气流喷嘴***的液冷装置，当然，本发明的制备装置还可以包括用于熔化合金的熔化炉、盛放合金熔液的中间包、真空泵、提供雾化气体的设备、收集粉末的集料设备等用于实现雾化制粉的设备，由于这些设备都属于雾化制粉的常规设备，所以在此不再一一赘述，下面仅对与实现本发明目的密切相关的部分进行详细说明。
气雾化器1，采用雾化气体将来自中间包的合金熔液破碎。本发明使用的气雾化器1可以是雾化制粉领域使用的常规设备，在本发明的实施方式中，气雾化器1包括：本体，用于插接导液管4的对应插口，用于接入雾化气体的进气管2，用于喷出雾化气体的气流喷嘴3，导液管4用于连接装有合金熔液的中间包和气雾化器1，导液管4的内腔从上到下呈倒锥形，锥角为0°-15°，优选地，导液管4的内腔从上到下由倒锥形过渡为圆筒状，倒锥形的锥角为1-15°(比如2°、5°、7°、10°、12°、14°)，该锥形结构可以保证合金熔液液流8具有足够的流量和压力，利于气雾化的进行。气流喷嘴3喷出气流的方向与竖向(即导液管的轴向)呈40-50°(比如41°、43°、45°、47°、49°)夹角，以保证雾化制粉效果和粒度。
在本发明优选的实施例中，导液管4的上端与中间包连通，导液管4的下端部座设于气雾化器1的对应插口，由此，合金熔液可以从导液管4的底部喷出口喷出，形成向下的合金熔液液流8，导液管4的内腔从上到下由倒锥形过渡为圆筒状，倒锥形的锥角为10°，该锥形结构可以保证合金熔液液流8具有足够的流量和压力，利于气雾化的进行。气雾化器1的侧壁上设置有用于向气雾化器1中通入雾化气体的进气管2，在气雾化器下部围绕合金熔液出口(即导液管4的底部喷出口)设置有用于破碎合金熔液液流8的气流喷嘴3，也可以说，气流喷嘴3为多个，均匀设置于气雾化器1的下底面且围绕导液管4的底部喷出口，多个气流喷嘴3呈环形设置，气流喷嘴3喷出气流的方向与竖向(即导液管的轴向)呈45°，由进气管2进入的雾化气体达到气流喷嘴3，由该喷嘴喷出的雾化气体9将合金熔液液流破碎。
液冷装置，位于气雾化器1下方且设置于气雾化器1的气流喷嘴3的***，用于将气雾化器1破碎后的合金粉末中间体冷却形成球形非晶合金粉末。本发明的液冷装置是可以为破碎后的合金粉末中间体提供足够冷却速度的任何冷却装置，比如：可以是能够形成由冷却液出口喷出的冷却液体围成的冷却区的冷却装置，而合金粉末中间体恰好经过该冷却区，冷却液可以是水，该种冷却装置可以是下底面周向设置冷却液出口的双层壁筒形结构；或者是由具有良好传热材质制成的冷却装置，该冷却装置可以是圆筒形或四边形筒或六边形筒等筒形结构，筒壁是双层中空的，双层壁之间的空间内填充有冷却液，比如液氮等，该种冷却装置的下底面不设置冷却液出口，该圆筒形冷却装置的筒中间的区域即是用于冷却合金粉末中间体的冷却区。第一种形成冷却水幕的冷却装置的竖向高度小于第二种冷却装置。液冷装置呈环形设置于气流喷嘴3***，上端可以固定于气雾化器1的下底面上，也可以独立于气雾化器1设置。优选，筒壁表面是光滑的或涂覆有光滑涂层，以便使粉末颗粒不能粘连在筒壁上。
在本发明的某一优选实施例中，液冷装置呈环形设置于气流喷嘴3***，上端固定于气雾化器1的下底面上，该液冷装置的下底面具有冷却液出口，冷却液采用水，因此该冷却装置也叫做水冷装置6，该水冷装置6还包括用于进水的进水管7，设置于水冷装置6的侧壁上，以向水冷装置内部供冷却水，冷却水再由冷却液出口向下流出形成环形冷却水幕10，冷却水幕10内部即为冷却区，用于冷却合金粉末中间体使其形成非晶合金粉末11。本发明在气雾化器下方增加一个环形水冷装置6，环形水冷装置6位于气流喷嘴3的外侧，该水冷装置6可以向下方流出或喷出冷却水，以保证由环形水幕围成的冷却区具有合适的温度，从而将经过该冷却区的合金小液滴冷却形成非晶粉末。合金熔液经过导液管4底部的喷出口喷出，当合金熔液被高压气体打击破碎成小金属液滴后，因气体冷却速度远远低于水的冷却速度，所以金属液滴在表面张力的作用下形成球形粉末颗粒，粉末颗粒在下落过程中经过雾化器下方环形水冷装置喷射出的冷却水幕10，球形颗粒被快速冷却得到非晶合金粉末11。
本发明的制备装置适合制备各种非晶合金粉末，特别适用于制备FeSiB系非晶合金粉末；优选地，按照质量百分比，所述非晶合金粉末的组分包括：Si：1-14％、B：7-15％、C：≤4％、Cu：≤3％、Nb：≤4％、P：≤2％，余量为Fe和不可避免的杂质；比如所述FeSiB系非晶合金粉末为AP01、AP02或AP03合金粉末；所述AP01合金粉末化学成分按质量百分比为：Cu：1％、Nb：3％、Si：13.5％、B：9％、Fe：余量以及不可避免的杂质；所述AP02合金化学成分按质量百分比为：Cu：1％、Nb：1％、Si：4％、B：9％、C：0.3％、Fe：余量以及不可避免的杂质；所述AP03合金化学成分按质量百分比为：Cu：1.2％、Si：2％、B：12％、P：2％、Fe：余量以及不可避免的杂质。
本发明还提供了球形非晶合金粉末的制备方法，包括如下步骤：
S1：在将金属原料放入真空中频感应炉中加热熔化，钢液温度根据材料不同而进行选择；一般是加热至1300～1600℃，优选在高于所述原料熔点50～250℃、更优选150～200℃的条件下将所述原料熔化，真空度控制10Pa以下(比如9Pa、7Pa、6Pa、1Pa、0.1Pa)，得到所述合金熔液；
S2：在真空或惰性气氛下，采用惰性雾化气体对所述合金熔液进行雾化处理，得到合金粉末中间体；
优选地，所述雾化处理时，根据粒度要求选择合适雾化压力，雾化气体压力(即用于雾化的气体的喷出压力)为2～6Mpa(比如2.5Pa、3Pa、4Pa、5Pa、5.5Pa)；所述雾化处理时的真空度控制10Pa以下(比如9Pa、7Pa、6Pa、1Pa、0.1Pa)；所述惰性雾化气体为氮气或氩气。
S3：所述合金粉末中间体进入冷却区进行冷却，得到所述球形非晶合金粉末；优选所述冷却的速率为106K/s以上(比如2*106K/s、4*106K/s、6*106K/s、8*106K/s、9*106K/s、2*107K/s、4*107K/s、6*107K/s、8*107K/s、9*107K/s)；更优选所述冷却的速率为106-107K/s。
下面通过实施例来进一步说明本发明的制备方法，以下制备方法的实施例均采用了本发明的制备装置，其中，气流喷嘴3喷出气流的方向与竖向(即导液管的轴向)呈45°，导液管4的内腔从上到下由倒锥形过渡为圆筒状，倒锥形的锥角为10°，冷却液为水，液冷装置可以形成冷却水幕。
实施例1
本实施例制备AP01非晶粉末，其化学成分(按质量百分比计算)为：Cu：1％、Nb：3％、Si：13.5％、B：9％、Fe：余量。未提及的元素为不可避免的杂质。
制备方法如下：
(1)在真空度5Pa的环境气氛下将原料加热至1325℃下熔化，得到合金熔液；
(2)在真空度5Pa的环境气氛下采用氩气作为雾化气体进行雾化处理，得到破碎的且球化的合金粉末中间体，其中，雾化温度(即中间包中合金熔液的温度)为1320℃，雾化气体压力为2.2Mpa；
(3)合金粉末中间体向下进入冷却水幕形成的冷却区进行冷却，冷却速度为2*106K/s以上，最后收集非晶合金粉末。
通过扫描电子显微镜(SEM)对合金粉末进行观察，照片参见图5，从图中可知，本发明方法制备的合金粉末球形度非常好，粒度D50:28μm。合金粉末的氧含量为319ppm。
通过X射线衍射分析得到XRD图谱，参见图6，从图中可知，所测粉末没有明显的衍射峰，为非晶合金粉末。
对比例1
该对比例1采用了现有气雾化设备进行制粉，原料以及前两步工艺均与实施例1相同，本对比例仅省略了步骤(3)的冷却步骤。该对比例得到的合金粉末，通过扫描电子显微镜(SEM)对其进行观察，参见图7，从图中可以看出，由于冷却速度降低，粉末的球形度变差。粒度D50为23μm，氧含量为613ppm。
通过X射线衍射分析得到XRD图谱，参见图8。从图中可知，该对比例制备的合金粉末已经出现衍射峰，粉末开始晶化。
实施例2：
本实施例制备AP02非晶合金粉末，其化学成分(按质量百分比计算)为：Cu：1％、Nb：1％、Si：4％、B：9％、C：0.3％、Fe：余量。未提及的元素为不可避免的杂质。
制备方法如下：
(1)在真空度8Pa的环境气氛下将原料加热至1425℃下熔化，得到合金熔液；
(2)在真空度8Pa的环境气氛下采用氩气作为雾化气体进行雾化处理，得到破碎的且球化的合金粉末中间体，其中，雾化温度(即中间包中合金熔液的温度)为1420℃，雾化气体压力为6Mpa；
(3)合金粉末中间体向下进入冷却水幕形成的冷却区进行冷却，冷却速度为2*106K/s以上，最后收集非晶合金粉末。
通过扫描电子显微镜(SEM)对合金粉末进行观察，照片参见图9，从图中可知，本发明方法制备的合金粉末球形度非常好，粒度D50:10μm。合金粉末的氧含量为503ppm。
通过X射线衍射分析得到XRD图谱，参见图10，从图中可知，所测粉末没有明显的衍射峰，为非晶合金粉末。
对比例2
该对比例2采用了现有气雾化设备(即无液冷装置)进行制粉，原料以及前两步工艺均与实施例2相同，本对比例仅省略了步骤(3)的冷却步骤。该对比例得到的合金粉末，通过扫描电子显微镜(SEM)对其进行观察，参见图11，从图中可以看出，由于冷却速度降低，粉末中的不规则形状颗粒明显增多，球形度变差。粒度D50为11μm，氧含量为762ppm。
通过X射线衍射分析得到XRD图谱，参见图12，从图中可知，该对比例制备的合金粉末已经出现衍射峰，粉末开始晶化。
实施例3：
本实施例制备AP03非晶合金粉末，其化学成分(按质量百分比计算)为：Cu：1.2％、Si：2％、B：12％、P：2％、Fe：余量。未提及的元素为不可避免的杂质。
制备方法如下：
(1)在真空度3Pa的环境气氛下将原料加热至1385℃下熔化，得到合金熔液；
(2)在真空度3Pa的环境气氛下采用氩气作为雾化气体进行雾化处理，得到破碎的且球化的合金粉末中间体，其中，雾化温度(即中间包中合金熔液的温度)为1380℃，雾化气体压力为3.6Mpa；
(3)合金粉末中间体向下进入冷却水幕形成的冷却区进行冷却，冷却速度为2*106K/s以上，最后收集非晶合金粉末。
通过扫描电子显微镜(SEM)对合金粉末进行观察，参见图13，从图中可知，本发明方法制备的合金粉末球形度非常好，粒度D50:17μm。合金粉末的氧含量为361ppm。
通过X射线衍射分析得到XRD图谱，参见图14，从图中可知，所测粉末没有明显的衍射峰，为非晶合金粉末。
对比例3
该对比例3采用了现有气雾化设备进行制粉，原料以及前两步工艺均与实施例3相同，本对比例仅省略了步骤(3)的冷却步骤。该对比例得到的合金粉末，通过扫描电子显微镜(SEM)对其进行观察，参见图15，从图中可以看出，由于冷却速度降低，粉末中的不规则形状颗粒明显增多，球形度变差。粒度D50为18μm，氧含量为537ppm。
通过X射线衍射分析得到XRD图谱，参见图16，从图中可知，该对比例制备的合金粉末已经出现衍射峰，粉末开始晶化。
小结
实施例1-3所得粉末没有明显的衍射峰，为非晶合金粉末，而对比例1-3所得粉末有明显的衍射峰，粉末出现晶化，由此可见，本发明的雾化制粉装置可以获得粒度更均一、球形更规则、含氧量更小的非晶粉末。另外，本发明方法和装置可以获得相对尺寸较大的球形非晶粉末，可提高磁导率，特别适用于FeSiB系非晶合金粉末的制备。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (10)

1.一种球形非晶合金粉末制备装置，所述制备装置包括：
气雾化器，用于采用雾化气体将合金熔液破碎；
液冷装置，位于所述气雾化器下方且设置于所述气雾化器的气流喷嘴***，用于将所述气雾化器破碎后的合金粉末中间体冷却形成球形非晶合金粉末。
2.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，所述制备装置还包括导液管，连接装有所述合金熔液的中间包和所述气雾化器；
优选，所述导液管上端与所述中间包连通；
优选，所述导液管下端部座设于所述气雾化器的对应插口；
优选，所述导液管的内腔从上到下呈倒锥形，锥角为0-15°；
优选，所述导液管的内腔从上到下由倒锥形过渡为圆筒状，锥角为1-15°。
3.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，
在所述气雾化器的侧壁上设置有用于向所述气雾化器中通入所述雾化气体的进气管；
优选，在所述气雾化器下部围绕合金熔液出口设置有用于破碎所述合金熔液的气流喷嘴；
优选，所述气流喷嘴呈环形设置；
优选，所述气流喷嘴喷出气流的方向与竖向呈40-50°夹角。
4.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，
所述液冷装置呈环形设置于所述气流喷嘴***，用于形成冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区；
优选地，所述液冷装置为具有双层壁的筒形结构，且所述液冷装置下底面设置有冷却液出口，用于冷却液向下流出形成冷却液幕，所述冷却液幕形成冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区，更优选地，所述冷却液为水；或者所述液冷装置为具有双层壁的筒形结构，所述双层壁之间的空间填充有冷却液，筒形结构的中空区域是用于冷却所述合金粉末中间体的环形冷却区，更优选地，所述冷却液为液氮；
优选地，所述液冷装置固定于所述气雾化器的下底面上；
优选，所述液冷装置的侧壁上设置有用于向所述液冷装置注入冷却液的进液管。
5.如权利要求1所述的制备装置，其特征在于，
所述非晶合金粉末为FeSiB系非晶合金粉末；优选地，按照质量百分比，所述非晶合金粉末的组分包括：Si：1-14％、B：7-15％、C：≤4％、Cu：≤3％、Nb：≤4％、P：≤2％，余量为Fe和不可避免的杂质；
更优选地，所述FeSiB系非晶合金粉末为AP01、AP02或AP03合金粉末；
所述AP01合金粉末化学成分按质量百分比为：Cu：1％、Nb：3％、Si：13.5％、B：9％、Fe：余量以及不可避免的杂质；
所述AP02合金化学成分按质量百分比为：Cu：1％、Nb：1％、Si：4％、B：9％、C：0.3％、Fe：余量以及不可避免的杂质；
所述AP03合金化学成分按质量百分比为：Cu：1.2％、Si：2％、B：12％、P：2％、Fe：余量以及不可避免的杂质。
6.一种球形非晶合金粉末制备方法，所述制备方法包括如下步骤：
S1：将原料熔化，得到合金熔液；
S2：在真空或惰性气氛下，采用惰性雾化气体对所述合金熔液进行雾化处理，得到合金粉末中间体；
S3：所述合金粉末中间体进入冷却区进行冷却，得到所述球形非晶合金粉末。
7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
在步骤S1中，在高于所述原料熔点50～250℃的条件下将所述原料熔化，得到所述合金熔液；
优选，在步骤S1中，在高于所述原料的熔点150～200℃的条件下将所述原料熔化，得到所述合金熔液。
8.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于，
在步骤S2中，所述雾化处理时，雾化气体压力为2～6Mpa；
所述雾化处理时的真空度控制10Pa以下；
优选，在步骤S2中，所述惰性雾化气体为氮气或氩气；
优选，在步骤S3中，所述冷却的速率为106K/s以上；
优选，所述冷却的速率为106-107K/s。
9.如权利要求6-8中任一项所述的制备方法，其特征在于，
所述球形非晶合金粉末制备方法是使用权利要求1-5中任一项所述的球形非晶合金粉末制备装置进行的。
10.一种球形非晶合金粉末，所述球形非晶合金粉末是根据权利要求1-5中任一项所述的球形非晶合金粉末制备装置或权利要求6-8中任一项所述的球形非晶合金粉末制备方法制备得到的。
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