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金属粉末的制作方法
Release time:
2022-10-11 10:45
金属粉末一般按转化原理可分为机械法和物理化学法,可以从固体、液体和气体金属中直接提纯得到,也可以通过还原、热解和电解等方法从不同状态的金属化合物中制备。难熔金属的碳化物、氮化物、硼化物和硅化物一般可以通过组合或还原组合法直接制备。不同的制备方法,同一粉末的形状、结构和粒度往往有很大的差异。粉末制备方法有以下几种,其中应用广泛的有还原法、雾化法、电解法。
用还原剂从金属氧化物粉末中提取氧气,将金属还原为粉末。金属粉末气体还原剂有氢气、氨气、煤气、转化天然气等。固体还原剂包括碳和金属,如钠、钙和镁。氢或氨还原,常用来生产钨、钼、铁、铜、镍、钴等金属粉末。碳还原是生产铁粉的常用方法。金属粉末如钽、铌、钛、锆、钒、铍、钍和铀可以通过使用强金属还原剂如钠、镁和钙来生产(见金属的热还原)。镍、铜、钴及其合金或包覆粉末可以通过在高压下用氢还原金属盐水溶液来制备(见湿法冶金)。还原法制得的粉末颗粒大多呈不规则形状的海绵结构。金属粉末粉体的粒度主要取决于还原温度、还原时间和原料的粒度。还原法是一种应用广泛的方法,可以制备出大多数金属粉末。
熔融金属被雾化成细小的液滴,液滴在冷却介质中凝固成粉末。广泛使用的二次流(熔体流和高速流体介质)雾化方法是利用高压空气、氮气、氩气等(气体雾化)和高压水(水雾化)作为喷雾介质,使金属液体流动破碎。也有采用旋转盘破碎和熔体本身(耗材电极和坩埚)旋转离心雾化的方法,以及其他雾化方法如溶氢真空雾化、超声雾化等。
由于液滴小,换热条件好,液滴凝结速度一般可达100~10000K/s,比铸锭的凝结速度高出几个数量级。因此,合金成分均匀,组织精细,制成的合金材料无宏观偏析,性能优良。气溶胶粉末一般接近球形,水雾化可制成不规则形状。粉末的粒度、形状、结晶结构等特性,主要取决于熔体性质(粘度、表面张力、过热度)和雾化工艺参数(如熔体流动直径、喷嘴结构、喷雾介质压力、速度等)。
几乎所有可以熔化的金属都可以用雾化法生产,尤其是合金粉末。该方法生产效率高,易于扩大工业规模。它不仅用于工业用铁、铜、铝粉及各种合金粉末的批量生产,还用于生产高纯度高温合金、高速钢、不锈钢和钛合金粉末。另外,金属粉末的快速冷凝的价值越来越高。可用于生产高性能微晶材料(见快冷微晶合金)。
金属粉末
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