MIM metal tozu hazırlama yöntemlerinin sınıflandırılması ve temel ilkesi

MIM metal tozu hazırlama yöntemlerinin sınıflandırılması ve temel ilkesi

Metal tozu hazırlama yöntemi:

1.1 Fizikokimyasal yöntem:

1.1.1 İndirgeme yöntemi:

Metal oksitlerin ve tuzların indirgenmesi, toz hazırlama için yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Demir tozu ve tungsten tozu katı karbon ile indirgenebilir ve tungsten, molibden, demir, bakır, kobalt, nikel ve diğer tozlar hidrojen veya amonyak ayrışmasıyla hazırlanabilir; Demir tozu, dönüştürülmüş doğal gaz ve kömür gazından hazırlanabilir ve indirgeyici maddeler olarak sodyum, kalsiyum ve magnezyumdan tantal, niyobyum, titanyum, zirkonyum, toryum ve uranyum gibi nadir metal tozları hazırlanabilir. Metal oksitlerin ve tuzların indirgeme yönteminin temel prensibi, oksijen için kullanılan indirgeyici maddenin afinitesinin, oksijen için kullanılan oksitler ve tuzlardaki karşılık gelen metalinkinden daha büyük olmasıdır, böylece metal oksitler veya tuzlardaki oksijen yakalanabilir ve metal azaltılabilir. Farklı metal elementlerin oksijen üzerinde farklı etkileri olduğundan, oksit oluşumunun kararlılığı aynı değildir. Oksit stabilitesi, oksidasyon reaksiyon sürecindeki △ G boyutu ile karakterize edilebilir. Reaksiyon sürecindeki △ G değeri daha küçükse, oksidinin stabilitesinin daha yüksek olduğu, yani oksijene olan ilgisinin daha fazla olduğu anlamına gelir.

Avantajları, basit kullanım, proses parametrelerinin kolay kontrolü, yüksek üretim verimliliği, düşük maliyet ve endüstriyel üretime uygun olmasıdır; Dezavantajı ise sadece hidrojen ile reaksiyona girmesi kolay olan ve hidrojen absorpsiyonundan sonra kırılgan ve kırılgan hale gelen metal malzemelere uygulanabilmesidir.

1.1.2 Metal termal indirgeme ve indirgeme yöntemi:

Metal termal indirgeme, indirgenmiş ham maddenin katı, gaz veya erimiş tuz olabilmesidir. Son ikisi, gaz fazı indirgeme ve sıvı faz çökeltme özelliklerine sahiptir. Metal termal indirgeme maddesi yöntemi endüstride yaygın olarak kullanılmaktadır: TiO2, ThO2, UO2, vb.'nin kalsiyum ile indirgenmesi; Magnezyum ile TiCl4, ZrCl4, TaCl5 vb. azaltın; Sodyum ile TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7, vb. azaltın; Nikel krom paslanmaz çelik tozu, krom oksit ve nikel oksidin kalsiyum hidrit (CaH2) ile birlikte indirgenmesiyle hazırlandı.

İndirgeme yöntemi, karbürler ve borürler elde etmek için karbon, bor karbür, silikon, nitrojen ve refrakter metal oksitlerin reaksiyonunu ifade eder. Nitrür yöntemi.

1.1.3 Elektroliz yöntemi:

Elektroliz, elektrolitik erimiş tuz veya tuzlu sulu çözelti ile katotta metal tozu çökeltisi yapma yöntemidir. Bakır tozu, gümüş tozu ve kalay tozu başta olmak üzere hemen hemen tüm metal tozları elektroliz ile üretilebilir. Elektrolitik toz haline getirme ayrıca sulu çözelti elektrolizi, organik elektrolit elektrolizi, erimiş tuz elektrolizi ve sıvı metal katot elektrolizi olarak da ayrılabilir.

Avantajları, hazırlanan metal tozunun saflığının yüksek olması ve genel elemental tozun saflığının yüzde 99,7'den fazla olabilmesidir; Ek olarak, elektrolitik yöntem, tozun parçacık boyutunu iyi kontrol edebilir ve ince toz üretebilir. Bununla birlikte, elektrolitik toz üretiminin güç tüketimi yüksektir ve toz üretiminin maliyeti yüksektir. Elektrolitik sulu çözelti, Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni gibi metal (alaşım) tozları üretebilir ve elektrolitik erimiş tuz, Zr, Ta, Ti, Nb gibi metal tozları üretebilir.

1.1.4 Hidroksil yöntemi:

Bazı metaller (demir, nikel vb.) ve karbon monoksit, yeniden ısıtılarak metal tozu ve karbon monoksite ayrıştırılan metal karbonil bileşiklerine sentezlenir. Bu şekilde hazırlanan toz çok incedir, yüksek saflıkta fakat yüksek maliyetlidir. Endüstride, esas olarak ince ve ultra ince nikel ve demir tozlarının yanı sıra Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co ve diğer alaşım tozlarını üretmek için kullanılır.

1.1.5 Kimyasal değiştirme yöntemi:

Kimyasal değiştirme yöntemi, metalin aktivitesine dayanır. Güçlü aktiviteye sahip metal, metal tuzu çözeltisinden daha az aktiviteye sahip metali değiştirmek için kullanılır ve ikameden elde edilen metal (metal tozu) başka yöntemlerle daha da rafine edilir. Bu yöntem esas olarak Cu, Ag, Au, vb. gibi inaktif metal tozlarının hazırlanmasına uygulanır.

1.2 Mekanik yöntem:

1.2.1 Atomizasyon yöntemi:

Atomizasyon yöntemi, mekanik toz haline getirme yöntemine aittir. Sıvı metal veya alaşım ve toz değerinde doğrudan kırma yöntemidir. Yaygın olarak kullanılır ve ölçeği, indirgeme yönteminden sonra yalnızca ikinci sıradadır. Püskürtme yöntemi olarak da bilinen atomizasyon yöntemi ile kurşun, kalay, alüminyum, bakır, nikel ve demir gibi metal tozları üretilebildiği gibi bronz, pirinç, karbon çeliği ve alaşım gibi alaşımlı tozlar da üretilebilmektedir. çelik.

Atomizasyon yöntemi, yüksek sıcaklık ve basınçta erimiş metali veya alaşımı küçük damlacıklara ayırmak ve daha sonra ultra ince metal tozu elde etmek için toplayıcıda yoğunlaştırmak için genellikle yüksek basınçlı gaz, yüksek basınçlı sıvı veya yüksek hızlı dönen bıçaklar kullanır. Bu işlemde kimyasal değişimler olmaz. Atomizasyon, metal ve alaşım tozu üretmenin ana yöntemlerinden biridir. Çift akışlı atomizasyon, santrifüj atomizasyon, çok kademeli atomizasyon, ultrasonik atomizasyon teknolojisi, sıkı kuplaj atomizasyon teknolojisi, yüksek basınçlı gaz atomizasyonu, laminer akış atomizasyonu, ultrasonik sıkı kuplaj atomizasyonu ve sıcak gaz atomizasyonu gibi birçok atomizasyon yöntemi vardır.

Atomize toz, yüksek küresellik, kontrol edilebilir parçacık boyutu, düşük oksijen içeriği, düşük üretim maliyeti ve çeşitli metal tozlarının üretimine uyarlanabilirlik avantajlarına sahiptir. Yüksek performanslı ve özel alaşımlı toz hazırlama teknolojisinin ana gelişme yönü haline gelmiştir. Bununla birlikte, atomizasyon yöntemi, düşük üretim verimliliği, düşük ultra ince toz verimi ve nispeten büyük enerji tüketimi gibi dezavantajlara sahiptir.

1.2.2 Mekanik kırma yöntemi:

Katı metalin mekanik toz haline getirilmesi bağımsız bir toz haline getirme yöntemidir ve mekanizma gelişimi, katı gerinim durumu ve toz haline getirme sırasındaki çatlakların oluşumu ve genişlemesi ile yakından ilişkilidir. Aynı zamanda bazı öğütme yöntemleri için vazgeçilmez bir tamamlayıcı işlemdir. Örneğin, öğütme elektrolizi ile elde edilen sert ve kırılgan katot tortuları, öğütme indirgemesi ile elde edilen süngerimsi metal bloklar vb. Bu nedenle toz üretiminde mekanik kırma yöntemi önemli rol oynar.

Malzemelerin farklı özellikleri ve gerekli öğütme inceliği nedeniyle öğütme yöntemleri de farklıdır. Dış kuvvet uygulamanın farklı yollarına göre, malzeme kırma genellikle ekstrüzyon, darbe, öğütme ve yarma ile gerçekleştirilir ve çeşitli kırma ekipmanlarının çalışma prensipleri temel olarak bu prensiplere dayanmaktadır.

Bunlar arasında, bilyalı öğütme yöntemi esas olarak yuvarlanan bilyalı yönteme ve titreşimli bilyeli öğütme yöntemine ayrılır. Bu yöntem, farklı gerinim hızlarında deformasyon nedeniyle metal parçacıkların kırılması ve rafine edilmesi mekanizmasını kullanır. Malzemeler için düşük seçicilik, sürekli çalışma, yüksek üretim verimliliği, kuru ve ıslak öğütme için uygun avantajlara sahiptir ve çeşitli metal ve alaşımların toz hazırlanmasında kullanılabilir. Dezavantajı, toz hazırlama sürecinde derecelendirmenin zor olmasıdır.

1.2.3 Taşlama yöntemi:

Öğütme yöntemi, özel bir memeden geçtikten sonra öğütme alanına sıkıştırılmış gaz püskürtmek, böylece öğütme alanındaki malzemeleri birbiriyle çarpıştırarak toz haline getirmektir; Hava genleşmesinden sonra, malzeme sınıflandırma alanına yükselecek ve gerekli parçacık boyutuna sahip malzeme türbin sınıflandırıcı tarafından ayrılacaktır. Kalan kaba toz, öğütme alanına geri dönecek ve gerekli parçacık boyutu ayrılana kadar öğütmeye devam edecektir. Öğütme yöntemi kuru yöntemle üretildiğinden, malzemelerin dehidrasyon, kurutma ve diğer işlemleri atlanır; Ürünü yüksek saflığa, yüksek aktiviteye, iyi dağılabilirliğe, ince parçacık boyutuna ve dar dağılıma ve pürüzsüz parçacık yüzeyine sahiptir. Metal olmayanların, kimyasal hammaddelerin, pigmentlerin, aşındırıcıların, sağlık ilaçları ve diğer endüstrilerin ultra ince öğütülmesinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, öğütme yöntemi, yüksek ekipman imalat maliyeti gibi dezavantajlara da sahiptir. Metal tozu üretim sürecinde, sıkıştırılmış gaz kaynağı olarak sürekli inert gaz veya nitrojen kullanılmalıdır. Gaz tüketimi yüksektir ve yalnızca kırılgan metallerin ve alaşımların ezilmesi ve toz haline getirilmesi için uygundur.