金属粉在军工、航空、医药等领域有着广阔的应用前景。丝电爆生产金属粉具有粒径分布可控、生产工艺简单、零污染。金属粉球形度高、纯度高、活性高等特点,是一种具有发展前景广阔的金属粉工业化制备方法。基于气体放电原理研发了丝盘夹丝上料式丝电爆生产金属粉设备。电机和传动装置放到电爆腔体外面,节约内部空间。电爆腔体可以容纳两套电爆装置同时工作,提高金属粉产量。使用尾轴密封传递动力,避免空气进入腔体内部造成金属粉氧化,同时金属气溶胶不进入空气中。摆轮与拨杆接触带动载丝盘上的夹丝机构夹持金属丝,送入高压电场中实现连续电爆。利用消融材料约束原理,衬杆和压杆夹持金属丝位置不断变化,减缓电弧对装置的烧蚀,提高使用寿命。以减小回路电感为目的设计了同轴电极。高压电极用柔性结构连接,接地电极可自由旋转。电极整体不垂直于地面,减小电极粘附金属粉的数量,减缓爆炸冲击波对电极的影响。研发了安装在储能电容高压端的油介质隔离开关和固体隔离开关。两种开关工作中变压器油、外电极和聚乙烯薄板烧蚀严重,使用寿命较短。利用自主研发的设备在不同工艺参数下进行的钽丝电爆试验。通过观察微米粉形貌发现:粒径较小的微米粉团聚后粘附到粒径较大的微米粉表面,钽微米粉呈液滴状、类球状、多边状颗粒。钽微米粉球形度良好,由于微米米颗粒受到冲击波作用相互碰撞,粒径较大的微米米颗粒表面有1~2nm小凸起。钽丝电爆过程中的电流电压波形,振荡电流的前半周期内汽化并且发生击穿,随后进入等离子放电阶段,电流呈现连续状。电压在欧姆加热阶段先减小再增大,等离子体震荡阶段电压波形减幅震荡。丝电爆过程是非平衡过程,钽丝能量沉积密度介于熔化热和升华热之间。液态金属没有完全气化就失稳爆炸。爆炸产物以不同的能量状态共存,液相成分冷凝为微米粉,气相成分冷凝成纳米粉。增加初始电压可增大金属丝单位体积上能量沉积密度,微米粉平均粒径减小,粒径分布范围变窄。初始电压过大,能量沉积密度相应增大,微米粉粒径分布范围变宽,粒径分布集中处粒径变大。初始电压12~15kV时,钽微米粉粒径范围8~20μm。初始电压10kV时,钽微米粉粒径范围30~85μm。随着初始电压增大微米粉平均粒径趋于一个稳定值,电压对平均粒径的影响减弱,钽微米粉平均粒径15μm。