Plasma primary atomization (PPA) is a unique and critical process in the plasma atomization (PA), which is a highly recognized materials processing technology for producing high-quality spherical powder, but there lacks of in-depth understanding and models on how the metal wire is converted into high-quality spherical metal powders. Therefore, experimental observations and theoretical analysis on the PPA process were carried out to reveal the behavior of molten metal for controllable preparation of the metal powders. Firstly, the typical stages in the PPA were firstly revealed by experimental observations. Secondly, heat and mass transfer models on PPA were established to reveal how the molten metal is generated and transferred on the wire surface. Thirdly, the behavior of the molten metal in PPA was phenomenologically modeled and quantitatively analyzed based on the experimental observations and the proposed models. As such behavior determines the average size and yield of the produced powders, two key influencing parameters were identified to quantitatively reflect the melting and transfer behavior of the molten metal respectively. Then, calculation equations for them were established based on the proposed models of PPA and then verified. With the proposed models of PPA and the established calculation equations of the key influencing parameters, the quality of the produced powders may be quantitatively controlled by optimal design of the plasma torch and selection of the processing parameters of PA.

等离子初级雾化 (PPA) 是等离子雾化 (PA) 中一种独特而关键的工艺，是生产高质量球形粉末的公认的材料加工技术，但对金属如何处理缺乏深入的了解和模型金属丝被转化为高质量的球形金属粉末。因此，对 PPA 工艺进行了实验观察和理论分析，以揭示熔融金属的行为，从而可控地制备金属粉末。首先，首先通过实验观察揭示了 PPA 的典型阶段。其次，建立了 PPA 传热和传质模型，以揭示熔融金属是如何在焊丝表面产生和传递的。第三，基于实验观察和提出的模型，对 PPA 中熔融金属的行为进行了唯象建模和定量分析。由于这种行为决定了所生产粉末的平均尺寸和产量，因此确定了两个关键影响参数，以分别定量反映熔融金属的熔化和转移行为。然后，基于所提出的PPA模型建立了它们的计算方程，并进行了验证。通过所提出的PPA模型和建立的关键影响参数的计算方程，可以通过等离子体炬的优化设计和PA工艺参数的选择来定量控制所生产粉末的质量。由于这种行为决定了所生产粉末的平均尺寸和产量，因此确定了两个关键影响参数，以分别定量反映熔融金属的熔化和转移行为。然后，基于所提出的PPA模型建立了它们的计算方程，并进行了验证。通过所提出的PPA模型和建立的关键影响参数的计算方程，可以通过等离子体炬的优化设计和PA工艺参数的选择来定量控制所生产粉末的质量。由于这种行为决定了所生产粉末的平均尺寸和产量，因此确定了两个关键影响参数，以分别定量反映熔融金属的熔化和转移行为。然后，基于所提出的PPA模型建立了它们的计算方程，并进行了验证。通过所提出的PPA模型和建立的关键影响参数的计算方程，可以通过等离子体炬的优化设计和PA工艺参数的选择来定量控制所生产粉末的质量。基于所提出的PPA模型建立了它们的计算方程，然后进行了验证。通过所提出的PPA模型和建立的关键影响参数的计算方程，可以通过等离子体炬的优化设计和PA工艺参数的选择来定量控制所生产粉末的质量。基于所提出的PPA模型建立了它们的计算方程，然后进行了验证。通过所提出的PPA模型和建立的关键影响参数的计算方程，可以通过等离子体炬的优化设计和PA工艺参数的选择来定量控制所生产粉末的质量。