Класификация и основен принцип на методите за получаване на метален прах MIM

Класификация и основен принцип на методите за получаване на метален прах MIM

Метод за приготвяне на метален прах:

1.1 Физикохимичен метод:

1.1.1 Метод на намаляване:

Редукцията на метални оксиди и соли е широко използван метод за получаване на прах. Железният прах и волфрамовият прах могат да бъдат редуцирани чрез твърд въглерод, а волфрам, молибден, желязо, мед, кобалт, никел и други прахове могат да бъдат получени чрез разлагане на водород или амоняк; Железният прах може да се получи от конвертиран природен газ и въглищен газ, а прах от редки метали като тантал, ниобий, титан, цирконий, торий и уран може да се получи от натрий, калций и магнезий като редуциращи агенти. Основният принцип на метода на редукция на метални оксиди и соли е, че афинитетът на редуциращия агент, използван към кислорода, е по-голям от този на съответния метал в оксидите и солите, използвани за кислород, така че кислородът в металните оксиди или соли може да бъде уловен и металът може да бъде намален. Тъй като различните метални елементи имат различни ефекти върху кислорода, стабилността на образуването на оксиди не е еднаква. Стабилността на оксида може да се характеризира с размера на △ G в процеса на реакция на окисление. Ако стойността на △ G в реакционния процес е по-малка, това означава, че стабилността на неговия оксид е по-висока, тоест неговият афинитет към кислорода е по-голям.

Предимствата му са проста работа, лесен контрол на параметрите на процеса, висока производствена ефективност, ниска цена и подходящ за промишлено производство; Недостатъкът е, че е приложим само за метални материали, които лесно реагират с водород и стават крехки и чупливи след абсорбиране на водород.

1.1.2 Метална термична редукция и метод на редукция:

Термичната редукция на метала е, че редуцираната суровина може да бъде твърда, газообразна или разтопена сол. Последните две имат характеристиките на редукция на газова фаза и утаяване на течна фаза. Методът с метален термичен редуциращ агент обикновено се използва в промишлеността: редуциране на TiO2, ThO2, UO2 и др. с калций; Редуцирайте TiCl4, ZrCl4, TaCl5 и др. с магнезий; Редуцирайте TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 и др. с натрий; Прах от никел-хром от неръждаема стомана се получава чрез съвместна редукция на хромен оксид и никелов оксид с калциев хидрид (CaH2).

Редукционният метод се отнася до реакцията на въглерод, борен карбид, силиций, азот и огнеупорни метални оксиди за получаване на карбиди и бориди. Нитриден метод.

1.1.3 Метод на електролиза:

Електролизата е метод за утаяване на метален прах на катода чрез електролитна разтопена сол или воден разтвор на сол. Почти всички метални прахове могат да бъдат произведени чрез електролиза, особено меден прах, сребърен прах и калаен прах. Електролитното пулверизиране може също да бъде разделено на електролиза на воден разтвор, електролиза на органичен електролит, електролиза на разтопена сол и електролиза на течен метал катод.

Предимствата са, че чистотата на приготвения метален прах е висока и чистотата на общия елементарен прах може да достигне повече от 99,7 процента; В допълнение, електролитният метод може добре да контролира размера на частиците на праха и може да произведе фин прах. Въпреки това, консумацията на енергия при производството на електролитен прах е голяма и цената на производството на прах е висока. Електролитният воден разтвор може да произведе метални (сплавни) прахове като Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, а електролитната разтопена сол може да произведе метални прахове като Zr, Ta, Ti, Nb.

1.1.4 Хидроксилен метод:

Някои метали (желязо, никел и др.) и въглероден окис се синтезират в метални карбонилни съединения, които се разлагат на метален прах и въглероден окис чрез повторно нагряване. Така приготвеният прах е много фин, с висока чистота, но висока цена. В промишлеността се използва главно за производство на фини и ултра фини прахове от никел и желязо, както и Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co и други сплави на прах.

1.1.5 Метод за химическо заместване:

Методът на химическо заместване се основава на активността на метала. Металът със силна активност се използва за замяна на метала с по-ниска активност от разтвора на металната сол, а металът (метален прах), получен от замяната, се рафинира допълнително чрез други методи. Този метод се прилага главно за получаване на неактивни метални прахове като Cu, Ag, Au и др.

1.2 Механичен метод:

1.2.1 Метод на пулверизиране:

Методът на пулверизация принадлежи към метода на механично пулверизиране. Това е метод за директно раздробяване на течен метал или сплав и ценен прах. Той е широко използван и неговият мащаб е само на второ място след метода на редукция. Методът на пулверизиране, известен също като метод на пръскане, може да се използва за производство на метални прахове като олово, калай, алуминий, мед, никел и желязо, а също така може да се използва за производство на сплави на прах като бронз, месинг, въглеродна стомана и сплав стомана.

Методът на пулверизиране обикновено използва газ под високо налягане, течност под високо налягане или високоскоростни въртящи се остриета, за да разбие метала или сплавта, разтопена при висока температура и налягане, на малки капчици и след това да кондензира в колектора за получаване на ултра фин метален прах. Този процес няма химически промени. Атомизацията е един от основните методи за производство на прах от метал и сплав. Има много методи за атомизация, като атомизация с двоен поток, центробежна атомизация, многостепенна атомизация, ултразвукова технология за атомизация, технология за плътно свързване на атомизация, атомизация с газ под високо налягане, атомизация с ламинарен поток, ултразвукова атомизация с плътно свързване и атомизация с горещ газ.

Атомизираният прах има предимствата на висока сферичност, контролируем размер на частиците, ниско съдържание на кислород, ниски производствени разходи и адаптивност към производството на различни метални прахове. Това се превърна в основна посока на развитие на високопроизводителна и специална технология за приготвяне на прах от сплав. Въпреки това, методът на атомизация има недостатъците на ниска производствена ефективност, нисък добив на ултрафин прах и относително голяма консумация на енергия.

1.2.2 Метод на механично раздробяване:

Механичното пулверизиране на твърд метал е независим метод на пулверизиране и развитието на неговия механизъм е тясно свързано със състоянието на твърдо напрежение и образуването и разширяването на пукнатини при пулверизацията. В същото време това е и незаменим допълнителен процес за някои методи на смилане. Например, твърди и крехки катодни отлагания, получени чрез електролиза на смилане, гъбести метални блокове, получени чрез редуциране на смилане и т.н. Следователно методът на механично раздробяване играе важна роля в производството на прах.

Поради различните свойства на материалите и необходимата финост на смилане, методите на смилане също са различни. Според различните начини за прилагане на външна сила, раздробяването на материала обикновено се извършва чрез екструзия, удар, смилане и разделяне, а принципите на работа на различни съоръжения за раздробяване се основават главно на тези принципи.

Сред тях методът на смилане на топка се разделя главно на метод на търкаляща се топка и метод на смилане на вибрационна топка. Този метод използва механизма, при който металните частици се счупват и рафинират поради деформация при различни скорости на деформация. Той има предимствата на ниска селективност за материали, непрекъсната работа, висока производствена ефективност, подходящ за сухо и мокро смилане и може да се използва за прахообразна подготовка на различни метали и сплави. Недостатъкът е, че е трудно да се сортира в процеса на приготвяне на праха.

1.2.3 Метод на смилане:

Методът на смилане се състои в пръскане на сгъстен газ в зоната на смилане след преминаване през специална дюза, като по този начин задвижва материалите в зоната на смилане да се сблъскат един с друг и да се разтрият на прах; След разширяването на въздуха материалът ще се издигне в зоната за класифициране и материалът с необходимия размер на частиците ще бъде отделен от турбинния класификатор. Останалият груб прах ще се върне в зоната за смилане и ще продължи смилането, докато се отдели необходимия размер на частиците. Тъй като методът на смилане се произвежда по сух метод, дехидратацията, сушенето и други процеси на материалите се пропускат; Неговият продукт има висока чистота, висока активност, добра диспергируемост, фин размер на частиците и тясно разпределение и гладка повърхност на частиците. Той се използва широко в ултра финото смилане на неметали, химически суровини, пигменти, абразиви, лекарства за здравеопазване и други индустрии. Методът на смилане обаче има и недостатъците на високата производствена цена на оборудването. В процеса на производство на метален прах трябва да се използва непрекъснат инертен газ или азот като източник на сгъстен газ. Консумацията на газ е голяма и е подходяща само за раздробяване и пулверизиране на крехки метали и сплави.