Klasifikasi dan prinsip asas kaedah penyediaan serbuk logam MIM

Klasifikasi dan prinsip asas kaedah penyediaan serbuk logam MIM

Kaedah penyediaan serbuk logam:

1.1 Kaedah fizikokimia:

1.1.1 Kaedah pengurangan:

Pengurangan oksida logam dan garam adalah kaedah yang digunakan secara meluas untuk penyediaan serbuk. Serbuk besi dan serbuk tungsten boleh dikurangkan dengan karbon pepejal, dan tungsten, molibdenum, besi, tembaga, kobalt, nikel dan serbuk lain boleh disediakan oleh penguraian hidrogen atau ammonia; Serbuk besi boleh disediakan daripada gas asli yang ditukar dan gas arang batu, dan serbuk logam jarang seperti tantalum, niobium, titanium, zirkonium, torium dan uranium boleh disediakan daripada natrium, kalsium dan magnesium sebagai agen pengurangan. Prinsip asas kaedah pengurangan oksida logam dan garam ialah pertalian agen penurun yang digunakan untuk oksigen adalah lebih besar daripada logam yang sepadan dalam oksida dan garam yang digunakan untuk oksigen, supaya oksigen dalam oksida logam atau garam. boleh ditangkap dan logam boleh dikurangkan. Oleh kerana unsur logam yang berbeza mempunyai kesan yang berbeza terhadap oksigen, kestabilan pembentukan oksida tidak sama. Kestabilan oksida boleh dicirikan oleh saiz △ G dalam proses tindak balas pengoksidaan. Jika nilai △ G dalam proses tindak balas adalah lebih kecil, bermakna kestabilan oksidanya lebih tinggi, iaitu pertalian dengan oksigen lebih besar.

Kelebihannya ialah operasi mudah, kawalan mudah parameter proses, kecekapan pengeluaran tinggi, kos rendah, dan sesuai untuk pengeluaran perindustrian; Kelemahannya ialah ia hanya terpakai kepada bahan logam yang mudah bertindak balas dengan hidrogen dan menjadi rapuh dan rapuh selepas penyerapan hidrogen.

1.1.2 Kaedah pengurangan dan pengurangan haba logam:

Pengurangan haba logam ialah bahan mentah yang dikurangkan boleh menjadi garam pepejal, gas atau cair. Dua yang terakhir mempunyai ciri-ciri pengurangan fasa gas dan pemendakan fasa cecair. Kaedah agen pengurangan haba logam biasanya digunakan dalam industri: mengurangkan TiO2, ThO2, UO2, dll. dengan kalsium; Kurangkan TiCl4, ZrCl4, TaCl5, dsb. dengan magnesium; Kurangkan TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7, dsb. dengan natrium; Serbuk keluli tahan karat nikel kromium telah disediakan melalui pengurangan bersama kromium oksida dan nikel oksida dengan kalsium hidrida (CaH2).

Kaedah pengurangan merujuk kepada tindak balas karbon, boron karbida, silikon, nitrogen dan oksida logam refraktori untuk mendapatkan karbida dan borida. Kaedah nitrida.

1.1.3 Kaedah elektrolisis:

Elektrolisis ialah kaedah membuat mendakan serbuk logam di katod dengan garam cair elektrolitik atau larutan akueus garam. Hampir semua serbuk logam boleh dihasilkan secara elektrolisis, terutamanya serbuk kuprum, serbuk perak dan serbuk timah. Penghancuran elektrolitik juga boleh dibahagikan kepada elektrolisis larutan akueus, elektrolisis elektrolit organik, elektrolisis garam cair dan elektrolisis katod logam cecair.

Kelebihannya ialah ketulenan serbuk logam yang disediakan adalah tinggi, dan ketulenan serbuk unsur am boleh mencapai lebih daripada 99.7 peratus; Di samping itu, kaedah elektrolitik boleh mengawal saiz zarah serbuk dan boleh menghasilkan serbuk halus. Walau bagaimanapun, penggunaan kuasa pengeluaran serbuk elektrolitik adalah besar, dan kos pengeluaran serbuk adalah tinggi. Larutan akueus elektrolitik boleh menghasilkan serbuk logam (aloi) seperti Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, dan garam cair elektrolitik boleh menghasilkan serbuk logam seperti Zr, Ta, Ti, Nb.

1.1.4 Kaedah hidroksil:

Sesetengah logam (besi, nikel, dll.) dan karbon monoksida disintesis menjadi sebatian karbonil logam, yang diuraikan menjadi serbuk logam dan karbon monoksida dengan memanaskan semula. Serbuk yang disediakan adalah sangat halus, dengan ketulenan yang tinggi, tetapi kos yang tinggi. Dalam industri, ia digunakan terutamanya untuk menghasilkan serbuk halus dan ultra halus nikel dan besi, serta serbuk aloi Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co dan lain-lain.

1.1.5 Kaedah penggantian kimia:

Kaedah penggantian kimia adalah berdasarkan aktiviti logam. Logam dengan aktiviti kuat digunakan untuk menggantikan logam dengan aktiviti yang kurang daripada larutan garam logam, dan logam (serbuk logam) yang diperoleh daripada penggantian itu diperhalusi lagi dengan kaedah lain. Kaedah ini digunakan terutamanya untuk penyediaan serbuk logam tidak aktif seperti Cu, Ag, Au, dll.

1.2 Kaedah mekanikal:

1.2.1 Kaedah pengabusan:

Kaedah pengabusan tergolong dalam kaedah penghancuran mekanikal. Ia adalah kaedah menghancurkan logam cecair atau aloi secara langsung dan serbuk bernilai. Ia digunakan secara meluas, dan skalanya hanya kedua daripada kaedah pengurangan. Kaedah pengabusan, juga dikenali sebagai kaedah semburan, boleh digunakan untuk menghasilkan serbuk logam seperti plumbum, timah, aluminium, tembaga, nikel dan besi, dan juga boleh digunakan untuk menghasilkan serbuk aloi seperti gangsa, loyang, keluli karbon dan aloi keluli.

Kaedah pengabusan biasanya menggunakan gas bertekanan tinggi, cecair tekanan tinggi atau bilah berputar berkelajuan tinggi untuk memecahkan logam atau aloi yang cair pada suhu dan tekanan tinggi kepada titisan kecil, dan kemudian terpeluwap dalam pengumpul untuk mendapatkan serbuk logam ultra-halus. Proses ini tidak mempunyai perubahan kimia. Pengabusan adalah salah satu kaedah utama untuk menghasilkan serbuk logam dan aloi. Terdapat banyak kaedah pengabusan, seperti pengabusan dwi-aliran, pengabusan emparan, pengabusan berbilang peringkat, teknologi pengabusan ultrasonik, teknologi pengabusan gandingan ketat, pengabusan gas tekanan tinggi, pengabusan aliran laminar, pengabusan gandingan ketat ultrasonik dan pengabusan gas panas.

Serbuk atom mempunyai kelebihan sfera yang tinggi, saiz zarah yang boleh dikawal, kandungan oksigen yang rendah, kos pengeluaran yang rendah dan kebolehsuaian kepada pengeluaran pelbagai serbuk logam. Ia telah menjadi hala tuju pembangunan utama teknologi penyediaan serbuk aloi berprestasi tinggi dan khas. Walau bagaimanapun, kaedah pengabusan mempunyai kelemahan kecekapan pengeluaran yang rendah, hasil serbuk ultrafine yang rendah, dan penggunaan tenaga yang agak besar.

1.2.2 Kaedah penghancuran mekanikal:

Penghancuran mekanikal logam pepejal adalah kaedah penghancuran bebas, dan pembangunan mekanismenya berkait rapat dengan keadaan terikan pepejal dan pembentukan dan pengembangan retakan dalam penumpukan. Pada masa yang sama, ia juga merupakan proses tambahan yang sangat diperlukan untuk beberapa kaedah pengilangan. Sebagai contoh, mendapan katod keras dan rapuh yang diperoleh dengan elektrolisis pengisaran, blok logam span yang diperolehi dengan pengurangan pengisaran, dan lain-lain. Oleh itu, kaedah penghancuran mekanikal memainkan peranan penting dalam pengeluaran serbuk.

Oleh kerana sifat bahan yang berbeza dan kehalusan pengisaran yang diperlukan, kaedah pengisaran juga berbeza. Mengikut cara yang berbeza untuk menggunakan daya luaran, penghancuran bahan biasanya dilakukan dengan penyemperitan, hentaman, pengisaran dan pemisahan, dan prinsip kerja pelbagai peralatan penghancuran adalah berdasarkan prinsip ini.

Antaranya, kaedah pengilangan bola terutamanya dibahagikan kepada kaedah rolling ball dan kaedah pengilangan bola getaran. Kaedah ini menggunakan mekanisme bahawa zarah logam pecah dan ditapis akibat ubah bentuk pada kadar terikan yang berbeza. Ia mempunyai kelebihan selektiviti rendah untuk bahan, operasi berterusan, kecekapan pengeluaran yang tinggi, sesuai untuk pengisaran kering dan basah, dan boleh digunakan untuk penyediaan serbuk pelbagai logam dan aloi. Kelemahannya ialah sukar untuk digredkan dalam proses penyediaan serbuk.

1.2.3 Kaedah pengisaran:

Kaedah pengisaran adalah untuk menyembur gas termampat ke dalam kawasan pengisaran selepas melalui muncung khas, dengan itu memacu bahan-bahan di kawasan pengisaran untuk berlanggar antara satu sama lain dan menggosok menjadi serbuk; Selepas pengembangan udara, bahan akan naik ke kawasan pengelasan, dan bahan dengan saiz zarah yang diperlukan akan dipisahkan oleh pengelas turbin. Serbuk kasar yang tinggal akan kembali ke kawasan pengisaran dan teruskan mengisar sehingga saiz zarah yang diperlukan diasingkan. Kerana kaedah pengisaran dihasilkan dengan kaedah kering, dehidrasi, pengeringan dan proses bahan lain ditinggalkan; Produknya mempunyai ketulenan tinggi, aktiviti tinggi, keterserakan yang baik, saiz zarah halus dan pengedaran sempit, dan permukaan zarah licin. Ia digunakan secara meluas dalam pengisaran ultra-halus bukan logam, bahan mentah kimia, pigmen, pelelas, ubat penjagaan kesihatan dan industri lain. Walau bagaimanapun, kaedah pengisaran juga mempunyai kelemahan kos pembuatan peralatan yang tinggi. Dalam proses pengeluaran serbuk logam, gas lengai berterusan atau nitrogen mesti digunakan sebagai sumber gas termampat. Penggunaan gas adalah besar, dan ia hanya sesuai untuk menghancurkan dan menghancurkan logam dan aloi rapuh.