粉末冶金原理第1章 粉末的制取

粉末冶金原理

第1章粉末的制取粉末制取方法概述11.08.29机械粉碎法11.08.31机械研磨法球磨机滚动球磨机研磨规律影响球磨的因素雾化法复原法11.09.05气相沉积法简介液相沉淀法简介电解法简介

教学要求、重点与难点教学要求：1、了解粉末制取方法2、了解机械粉碎法的原理、分类及应用3、理解机械研磨法4、掌握滚动球磨机研磨规律5、理解影响球磨的因素6、理解雾化法、复原法的原理、工艺、应用及主要影响因素7、了解气相沉积法、液相沉淀法、电解法的原理及应用教学的重点：滚动球磨机研磨规律和影响球磨的因素。雾化法、复原法的原理及应用粉末制取方法概述固态下制备粉末：〔1〕从固态金属与合金制取金属与合金粉末：机械粉碎法和电化腐蚀法；〔2〕从固态金属氧化物及盐类制取金属与合金粉末的复原法，〔3〕从金属和非金属粉末、金属氧化物和非金属粉末制取金属化合物粉末的复原化合法。

液态下制备粉末：〔1〕从液态金属与合金制金属与合金粉末的雾化法；〔2〕从金属盐溶液置换和复原制金属、合金以及包覆粉末的置换法、溶液氢复原法；〔3〕从金属熔盐中沉淀制金属粉末的熔盐沉淀法；〔4〕从辅助金属浴中析出制金属化合物粉末的金属浴法；〔5〕从金属盐溶液电解制金属与合金粉末的水溶液电解法；〔6〕从金属熔盐电解制金属和金属化合物粉末的熔盐电解法。气态下制备粉末：〔1〕从金属蒸气冷凝制取金属粉末的蒸气冷凝法；〔2〕从气态金属羰基物离解制取金属、合金以及包覆粉末的羰基物热离解法；〔3〕从气态金属卤化物气相复原制取金属、合金粉末以及金属、合金涂层的气相复原法；〔4〕从气态金属卤化物沉积制取金属化合物粉末及涂层的化学气相沉积法。机械法：将原材料机械地粉碎，而化学成分根本上不发生变化；物理化学法：借助化学的或物理的作用，改变原材料的化学成分或聚集状态。粉末制取方法概述机械粉碎法机械粉碎法：靠压碎、击碎和磨削等作用，将块状金属或合金机械地粉碎成粉末的。粗碎设备锤磨机棒磨机球磨机振动球磨机搅动球磨机细碎或研磨设备机械研磨比较适用于脆性材料。亦可粉碎所有的金属和合金。旋涡研磨、冷气流粉碎等较适用于研磨制取塑性金属和合金粉末。机械粉碎法，既是一种独立的制粉方法，又常作为某些制粉方法不可缺少的补充工序，在粉末生产中占有重要的地位。例如，研磨电解制得的硬脆阴极沉积物，研磨复原制得的海绵状金属块等。压碎作用为主击碎作用为主击碎和磨削等多方面作用机械研磨法--球磨机耐磨高铬钢球

机械研磨法—滚动球磨机研磨规律低转速：泻落，球的摩擦作用适宜转速：抛落，球的冲击作用临界转速：不脱落，不能破碎欲实现滚动和滑动，要求转速慢时，球体作滑动还是滚动，不仅取决于筒体的转速，还与装球量有关。在一定转速和装球量的情况下，筒体转动，球体外表发生倾斜，倾角也一定。机械研磨法—影响球磨的因素球磨机转速球体的运动状态随筒体转速而变。实践证明：时，球体发生抛落；时，球体滚动；时，球体以滑动为主。球的不同状态，对物料的粉碎作用不同：假设需研磨较细的物料时，应选择转速使球体滚动；假设物料较粗、性脆，需要冲击时，选转速使球体发生抛落。注意，由于推导临界转速时作了一些假设，公式不很精确。影响球磨的因素较复杂，在选择实际球磨转速时，还需综合考虑其他因素，具体分析才能确定。机械研磨法—影响球磨的因素球磨筒尺寸：研磨硬脆材料，D/L>3,保证球的冲击作用。研磨塑性材料，D/L<3,只发生摩擦作用。装球量：球体与被研磨物料的比例球体直径：一般将大小不同的球配合使用研磨时间研磨介质机械研磨法—研磨的强化振动球磨机械研磨法—研磨的强化搅动球磨机械研磨法—其他机械粉碎法1、冷气流粉碎原理：高速气流带着较粗的颗粒通过喷嘴轰击碎室外中的靶子上，压力立刻从高压〔7MPa)降到0.1MPa，发生绝热膨胀，使金属靶和击碎室的温度以下甚至零度以下，冷却了的颗粒被冷却。可粉碎塑性金属和合金,效果好。机械研磨法—其他机械粉碎法2、旋涡研磨原理：无研磨体，靠被研磨物料颗粒间自撞击和物料颗粒与磨壁、螺旋桨间的撞击进行研磨。气流带起粉末颗粒，使其相互撞击。

为防止细粉末被氧化，可通入惰性气体、复原性气体作为保护气氛。

可有效地研磨塑性金属。进料可以是细金属丝、切屑及其他废料。雾化法--雾化形式雾化法—二流雾化雾化法—二流雾化雾化法—二流雾化水流雾化颗粒尺寸：雾化法—二流雾化雾化法—二流雾化气流雾化颗粒尺寸：雾化法—二流雾化雾化法—离心雾化中国专利2006：有色金属粉体“高速离心雾化法〞制备工艺及装置本创造提供了一种有色金属及合金粉体“高速离心雾化法〞制备工艺及装置，具体涉及５００℃以下低熔点有色金属及合金粉体“高速离心雾化法〞制备工艺及装置。该工艺是将金属及合金熔化后，经过密闭的加热输送管，将熔融液送到一定气氛的雾化器内，经不同转速的高速离心雾化、急速冷却、收圆、凝固等，即可得到所需产品。装置主要由熔化炉、高速离心雾化器、集粉桶组成。可制备粒度３～１００ｍｍ的球形、类球形、棒缒形等形貌粉体。工艺及操作简便，产品粒度分布好、含氧量低，可用一套装置制取一种或多种产品，产量大〔１２０～１７０ｋｇ／ｈ〕，具有较好适应性。复原法—固体碳复原法Fe3O4复原：T升高，Kp增大，CO%下降，吸热反响温度越高，所需CO%越小，对复原越有利。复原法课堂练习：经氢气复原氧化铁制备复原铁粉：FeO+H2=Fe+H2O

平衡常数：

讨论复原温度分别为500oC，600oC，700oC时，平衡常数变化趋势和温度对复原的影响。复原法作业：用氧化钨的氢复原方法制备复原钨粉：：WO2+2H2=W+2H2O

平衡常数：

讨论复原温度分别为700oC，800oC，900oC时，平衡常数变化趋势和温度对复原的影响。复原法—固体碳复原法复原法—固体碳复原法复原法—固体碳复原法复原法—固体碳复原法液相沉淀法简介1．直接沉淀法：Ba(C3H7)2和Ti(C5H11)4溶解在异丙醇或苯中，水解沉淀得到

BaTiO3微粉。2．均匀沉淀法：不加沉淀剂，而是溶液内生成沉淀剂。

(NH2)2CO+3H2O—>2NH4OH+CO↑；

3OH-+Fe3+—>Fe(OH)3↓3．共沉淀法：在混合的金属盐溶液中添加沉淀剂，即得到各种成分混合均匀的沉淀，再进行热分解。

BaCl2+TiCl2

—>BaTiO(C2O4)2·4H2O

—>BaTiO34．特殊沉淀法：

①溶胶——凝胶〔Sol-gel〕法：将金属氧化物或氢氧化物浓溶胶变为凝胶〔参加胶凝剂〕，再将凝胶枯燥后熔烧，然后制得氧化物的方法。

②凝胶——沉淀法：在金属盐溶液中参加有机化合物〔作为胶凝剂〕使两者在碱中共沉淀，生成由有机化合物构成的凝胶中分散金属氢氧化物那样的复合体。流程中，碱分解主要是将钨矿物分解，使钨以可溶性的Na2WO4形态进入溶液，而与大量伴生元素如钙、铁、锰等别离，离子交换或镁盐净化-萃取的任务主要是净化除硅、磷、砷，同时将钨从Na2WO4形态转化成〔NH4〕2WO4形态，氢复原那么是将钨由氧化物形态转化成金属钨粉。气相沉积法简介--化学气相沉积法〔CVD〕化学气相沉积法〔CVD〕：气体原料发生化学反响，生成固态金属粉末。用于制取难熔化合物粉末。热分解法：

气相复原法：复合反响法：碳化物：硼化物：硅化物：氮化物：电解法简介PbCu小结教学要求：1、了解粉末制取方法