Классификация и основные принципы приготовления металлических порошков МИМ

Классификация и основные принципы приготовления металлических порошков МИМ

Способ приготовления металлического порошка:

1.1 Физико-химический метод:

1.1.1 Метод редукции:

Восстановление оксидов и солей металлов является широко используемым методом приготовления порошков. Железный порошок и порошок вольфрама можно восстановить твердым углеродом, а порошок вольфрама, молибдена, железа, меди, кобальта, никеля и др. можно получить разложением водорода или аммиака; Железный порошок может быть получен из конвертированного природного газа и угольного газа, а порошок редкого металла, такого как тантал, ниобий, титан, цирконий, торий и уран, может быть получен из натрия, кальция и магния в качестве восстановителей. Основной принцип метода восстановления оксидов и солей металлов заключается в том, что сродство восстановителя, используемого к кислороду, больше, чем сродство соответствующего металла в оксидах и солях, используемых для кислорода, так что кислород в оксидах или солях металлов можно захватить и металл можно восстановить. Поскольку разные металлические элементы по-разному влияют на кислород, стабильность образования оксидов не одинакова. Стабильность оксида можно охарактеризовать величиной △G в процессе реакции окисления. Если значение △ G в процессе реакции меньше, значит, устойчивость его оксида выше, то есть больше его сродство к кислороду.

Его преимуществами являются простота эксплуатации, легкий контроль параметров процесса, высокая эффективность производства, низкая стоимость и пригодность для промышленного производства; Недостатком является то, что он применим только к металлическим материалам, которые легко вступают в реакцию с водородом и становятся хрупкими и хрупкими после поглощения водорода.

1.1.2 Термическое восстановление металла и метод восстановления:

Термическое восстановление металлов заключается в том, что восстановленное сырье может быть твердым, газообразным или солевым расплавом. Последние два имеют характеристики восстановления газовой фазы и осаждения жидкой фазы. Метод металлического термического восстановителя широко используется в промышленности: восстановление TiO2, ThO2, UO2 и т. д. кальцием; Восстанавливают TiCl4, ZrCl4, TaCl5 и т. д. магнием; Восстанавливают TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 и др. натрием; Порошок никель-хромовой нержавеющей стали был приготовлен путем совместного восстановления оксида хрома и оксида никеля гидридом кальция (CaH2).

Восстановительный метод относится к реакции углерода, карбида бора, кремния, азота и оксидов тугоплавких металлов с получением карбидов и боридов. Нитридный метод.

1.1.3 Метод электролиза:

Электролиз - это метод осаждения металлического порошка на катоде электролитическим расплавом соли или водным раствором соли. Почти все металлические порошки могут быть получены электролизом, особенно порошок меди, порошок серебра и порошок олова. Электролитическое измельчение также можно разделить на электролиз водного раствора, электролиз органического электролита, электролиз расплавленной соли и электролиз с жидким металлическим катодом.

Преимущества заключаются в том, что чистота приготовленного металлического порошка высока, а чистота обычного элементарного порошка может достигать более 99,7%; Кроме того, электролитический метод может хорошо контролировать размер частиц порошка и может производить тонкий порошок. Однако энергопотребление производства электролитического порошка велико, а стоимость производства порошка высока. Электролитический водный раствор может производить порошки металлов (сплавов), таких как Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, а электролитический расплав соли может производить металлические порошки, такие как Zr, Ta, Ti, Nb.

1.1.4 Гидроксильный метод:

Некоторые металлы (железо, никель и др.) и окись углерода синтезируются в карбонильные соединения металлов, которые при повторном нагревании разлагаются на металлический порошок и окись углерода. Приготовленный таким образом порошок очень мелкий, с высокой чистотой, но дорогой. В промышленности он в основном используется для получения тонких и сверхтонких порошков никеля и железа, а также порошков Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co и других сплавов.

1.1.5 Метод химической замены:

Метод химической замены основан на активности металла. Металл с высокой активностью используется для замены металла с меньшей активностью из раствора соли металла, а металл (металлический порошок), полученный в результате замены, дополнительно очищается другими методами. Этот метод в основном применяется для приготовления порошков неактивных металлов, таких как Cu, Ag, Au и т. д.

1.2 Механический метод:

1.2.1 Метод распыления:

Метод распыления относится к методу механического измельчения. Это метод прямого измельчения жидкого металла или сплава и ценного порошка. Он широко используется, и его масштаб уступает только методу сокращения. Метод распыления, также известный как метод распыления, может использоваться для производства металлических порошков, таких как свинец, олово, алюминий, медь, никель и железо, а также может использоваться для производства порошков сплавов, таких как бронза, латунь, углеродистая сталь и сплав. сталь.

В методе распыления обычно используется газ под высоким давлением, жидкость под высоким давлением или высокоскоростные вращающиеся лопасти для разбивания металла или сплава, расплавленного при высокой температуре и давлении, на мелкие капли, а затем конденсации в коллекторе для получения сверхмелкого металлического порошка. Этот процесс не имеет химических изменений. Распыление является одним из основных методов получения порошков металлов и сплавов. Существует множество методов распыления, таких как двухпоточное распыление, центробежное распыление, многоступенчатое распыление, технология ультразвукового распыления, технология распыления с плотным соединением, распыление газа под высоким давлением, распыление с ламинарным потоком, ультразвуковое распыление с плотным соединением и распыление горячим газом.

Распыленный порошок обладает такими преимуществами, как высокая сферичность, контролируемый размер частиц, низкое содержание кислорода, низкая себестоимость и адаптация к производству различных металлических порошков. Это стало основным направлением развития высокопроизводительной технологии подготовки порошков из специальных сплавов. Однако метод распыления имеет недостатки, заключающиеся в низкой эффективности производства, низком выходе ультрадисперсного порошка и относительно большом потреблении энергии.

1.2.2 Метод механического дробления:

Механическое измельчение твердого металла является самостоятельным методом измельчения, и развитие его механизма тесно связано с состоянием деформации твердого тела, образованием и расширением трещин при измельчении. В то же время это незаменимый дополнительный процесс для некоторых методов измельчения. Например, твердые и хрупкие катодные отложения, получаемые при электролизе измельчения, блоки губчатого металла, получаемые при измельчении-восстановлении, и т. д. Поэтому метод механического дробления играет важную роль в производстве порошков.

Из-за разных свойств материалов и требуемой тонкости помола методы помола также различны. В соответствии с различными способами приложения внешней силы дробление материала обычно осуществляется путем экструзии, удара, измельчения и расщепления, и принципы работы различного дробильного оборудования в основном основаны на этих принципах.

Среди них метод шаровой мельницы в основном делится на метод прокатки шаров и метод вибрационной шаровой мельницы. В этом методе используется механизм разрушения и измельчения металлических частиц в результате деформации при различных скоростях деформации. Он имеет преимущества низкой селективности по материалам, непрерывной работы, высокой эффективности производства, подходит для сухого и мокрого измельчения и может использоваться для приготовления порошков из различных металлов и сплавов. Недостатком является сложность сортировки в процессе приготовления порошка.

1.2.3 Метод измельчения:

Метод измельчения заключается в распылении сжатого газа в зону измельчения после прохождения через специальную насадку, в результате чего материалы в зоне измельчения сталкиваются друг с другом и растираются в порошок; После расширения воздуха материал поднимется в зону классификации, а материал с требуемым размером частиц будет выделен турбинным классификатором. Оставшийся грубый порошок вернется в зону измельчения и продолжит измельчение до тех пор, пока не будет отделен требуемый размер частиц. Поскольку метод измельчения производится сухим способом, обезвоживание, сушка и другие процессы материалов исключены; Его продукт отличается высокой чистотой, высокой активностью, хорошей диспергируемостью, мелким размером частиц и узким распределением, а также гладкой поверхностью частиц. Он широко используется для сверхтонкого измельчения неметаллов, химического сырья, пигментов, абразивов, медицинских препаратов и других отраслей промышленности. Однако метод измельчения также имеет недостатки, заключающиеся в высокой стоимости изготовления оборудования. В процессе производства металлического порошка в качестве источника сжатого газа должен использоваться непрерывный инертный газ или азот. Расход газа большой, и он подходит только для дробления и измельчения хрупких металлов и сплавов.