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文檔簡介

粉末制備新技術(shù)

第一節(jié)粉末的物理性能

粉末的分類顆粒(>100μm)粉體(1~100μm)超細(xì)粉體(0.1~1μm)納米粉體(<0.1μm)粉末

粉體的物理性能角狀針狀樹枝狀纖維狀片狀粒狀球狀不規(guī)則狀

粉體形狀

粉體形狀:

粉體的粒度(particlesize)由于細(xì)顆粒的團(tuán)聚作用,粉體一般是大量顆粒的聚合體。習(xí)慣上也把聚合體稱為顆粒。按ISO3252定義,晶粒(A)、顆粒(B)、聚合體(C)的區(qū)別如右圖所示。

粉體的粒徑具有統(tǒng)計特征,而不是對單個顆粒的尺寸。所以,一般將顆粒的平均大小稱為粒度。

1粒徑的統(tǒng)計特征

2粒徑的表示方法球形顆粒的直徑就是粒徑(particlediameter)。非球形顆粒的粒徑則用球體、立方體或長方體的尺寸表示。

粒徑的主要表示方法有:等體積球相當(dāng)徑、等表面積相當(dāng)徑、等沉降速度相當(dāng)徑、投影徑以及篩分徑等。1)等體積球相當(dāng)徑:用等體積球的直徑來描述不規(guī)則形狀顆粒的尺寸。2)等表面積球相當(dāng)徑:用等表面積球的直徑來描述不規(guī)則形狀顆粒的尺寸。3)等沉降速度相當(dāng)徑:利用顆粒在液體中的沉降速度與粒徑的關(guān)系來確定顆粒的粒徑。4)投影徑:利用顯微鏡觀察顆粒的投影,可測量顆粒的粒徑。5)篩分徑:當(dāng)顆粒通過粗篩網(wǎng)并停留在細(xì)篩網(wǎng)上時,粗細(xì)篩孔的孔徑范圍稱為篩分徑。

例如:粉末的粒徑為45~60目表示該粉末可通過45目粗篩網(wǎng),而停留在60目篩網(wǎng)上。

由于實(shí)際粉體大都由粒度不等的顆粒組成,所以它就存在一個粒度分布范圍,簡稱粒度分布。

粒度分布通常用簡單的圖表或函數(shù)形式來表示。

3粉體的粒度分布(particlediameterdistribution)1)頻度分布(微分型):用橫坐標(biāo)表示粒徑,縱坐標(biāo)表示各粒徑對應(yīng)的顆粒百分含量。2)累積分布(積分型):用橫坐標(biāo)表示粒徑,縱坐標(biāo)表示小于(或大于)某粒徑的顆粒占全部顆粒的百分含量。

粉體的粒子學(xué)特性:

粉體的粒子學(xué)特性包括粉體粒徑、粒徑分布、粒子形狀、密度、流動性、堆積密度等,其中粉體的粒徑對陶瓷的性能影響最為關(guān)鍵。

粉體的粒徑減小,其單位質(zhì)量的粉體數(shù)目增加,表面積增大,存儲于顆粒表面的表面能也隨之增加;相應(yīng)地,會引起粉體的一些重要性能發(fā)生變化,尤其是對超細(xì)粉。

1材料的熔點(diǎn)降低

熔點(diǎn)降低這意味著陶瓷可以在更低的燒結(jié)溫度下致密化,能有效控制晶粒長大的傾向。例如,5μm的氧化鋯粉體的燒結(jié)溫度為1800℃,而粒徑降到0.05μm時,其燒結(jié)溫度僅為1200℃。

2蒸汽壓上升

有利于控制燒結(jié)過程中的組分含量。

3顆粒表面反射率下降

當(dāng)金屬顆粒減小到納米級后,粉體顏色變黑,吸光性能極佳。

4電阻率上升

納米Ag粉末的絕緣性極好。(1)從固態(tài)金屬與合金制取金屬與合金粉末的有機(jī)械粉碎法和電化腐蝕法;在固態(tài)下制取粉末的方法包括(2)從固態(tài)金屬氧化物及鹽類制取金屬與合金粉末的有還原法;從金屬和非金屬粉末、金屬氧化物和非金屬粉末制取金屬化合物粉末的有還原-化合法。(1)從液態(tài)金屬與合金制備金屬與合金粉末:霧化法;(2)從金屬鹽溶液置換和還原金屬、合金以及包覆粉末的置換法、溶液氫還原法;(3)從金屬鹽溶液電解制金屬與合金粉末的水溶液電解法,從金屬熔鹽電解制金屬和金屬化合物粉末的熔鹽電解法。在液態(tài)下制備粉末的方法包括(1)從金屬蒸氣冷凝制取金屬粉末的蒸氣冷凝法;consolidationfrommetalsteam在氣態(tài)制備粉末的方法包括(2)從氣態(tài)金屬羥基物離解制取金屬、合金以及包覆粉末的羥基物熱離解法;carbonylvapordecomposition。Coatedparticles

固態(tài)粉末1、金屬(合金)→金屬粉末:機(jī)械粉碎,電化腐蝕2、金屬氧化物(鹽類)→金屬粉末:還原法3、金屬+非金屬化合物

→金屬化合物粉末:還原-化合法金屬氧化物+非金屬化合物粉末的制備新技術(shù)(1)機(jī)械研磨氣流研磨機(jī)械制粉方法的實(shí)質(zhì)就是利用動能來破壞材料的內(nèi)結(jié)合力,使材料分裂產(chǎn)生新的界面。機(jī)械研磨法

能夠提供動能的方法可以設(shè)計出許多種,例如有錘搗、研磨、輥軋、等,其中除研磨外,其他幾種粉碎方法主要是用于物料破碎及粗粉制備的。●轉(zhuǎn)速較低時,球料混合體與筒壁做相對滑動運(yùn)動并保持一定的斜度。隨轉(zhuǎn)速的增加,球料混合體斜度增加,抬升高度加大,這時磨球并不脫離筒壁;●轉(zhuǎn)速達(dá)一臨界值V臨1時,磨球開始拋落下來,形成了球與筒及球與球間的碰撞;●轉(zhuǎn)速增加到某一值時,磨球的離心力大于其重力,這時磨球、粉料與磨筒處于相對靜止?fàn)顟B(tài),此時研磨作用停止,這個轉(zhuǎn)速被稱為臨界轉(zhuǎn)速V臨2。

物料顆粒受機(jī)械力作用而被粉碎時,還會發(fā)生物質(zhì)結(jié)構(gòu)及表面物理化學(xué)性質(zhì)的變化,這種因機(jī)械載荷作用導(dǎo)致顆粒晶體結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)的變化稱為機(jī)械力化學(xué)。研磨的理論基礎(chǔ)——機(jī)械力化學(xué)顆粒結(jié)構(gòu)變化,如表面結(jié)構(gòu)自發(fā)地重組,形成非晶態(tài)結(jié)構(gòu)或重結(jié)晶顆粒表面物理化學(xué)性質(zhì)變化,如表面電性、物理與化學(xué)吸附、溶解性、分散與團(tuán)聚性質(zhì)在局部受反復(fù)應(yīng)力作用區(qū)域產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng),如由一種物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N物質(zhì),釋放出氣體、外來離子進(jìn)入晶體結(jié)構(gòu)中引起原物料中化學(xué)組成變化。球磨制粉包括四個基本要素: 球磨筒 磨球 研磨物料 研磨介質(zhì)球磨制粉球磨筒在球磨過程中,球磨筒將機(jī)械能傳遞到筒內(nèi)的球磨物料及介質(zhì)上,相互間產(chǎn)生正向沖擊力、側(cè)向擠壓力、摩擦力等,當(dāng)這些復(fù)雜的外力作用到脆性粉末顆粒上時,細(xì)化過程實(shí)質(zhì)上就是大顆粒的不斷解理過程;如果粉末的塑性較強(qiáng),則顆粒的細(xì)化過程較為復(fù)雜,存在著磨削、變形、加工硬化、斷裂和冷焊等行為,不論何種性質(zhì)的研磨物料,提高球磨效率的基本原則是一致的。1.動能準(zhǔn)則: 提高磨球的動能2.碰撞幾率準(zhǔn)則: 提高磨球的有效碰撞幾率球磨制粉的基本原則滾筒式行星式振動式攪動式球磨制粉的基本方式滾筒式球磨球磨的基本規(guī)律Basicregulationofmill球在滾筒中的基本狀態(tài)轉(zhuǎn)速慢,瀉落狀態(tài),摩擦效果grinding轉(zhuǎn)速快,拋落狀態(tài),摩擦,撞擊破碎轉(zhuǎn)速快,拋落狀態(tài),撞擊破碎colliding機(jī)械研磨適用范圍利用機(jī)械力將金屬或其它材料破碎制取粉末的方法,應(yīng)用非常廣泛:脆性粉末制備Brittlepowders陶瓷粉末

Ceramicpowder,碳鋼Carbonsteel,陶瓷粉末:Hardalloying硬質(zhì)合金;

最簡單的方法(Simplestmethod),最簡單的設(shè)備(SimplestEqui.),最有效(Mosteffect)有方法之一.

也是能量效能利用率低的方法,能量利用率<10%.Smallthan10%percent

Balls球MaterialsCyindricaljar球磨桶僅需要干dry濕wet至少有四種作用力在破碎粉末:

這些都能形成破碎作用.CrushParticles.

那么破碎脆性brittle粉末所需要沖擊colliding力應(yīng)力與缺陷結(jié)構(gòu)defect和裂紋擴(kuò)展敏感程度相關(guān).沖擊:Collideing剪切:Shearing壓縮:Compressing磨研:Grinding影響球磨效果的因素

factorstoinfluencemillingefficiencya、球料比:ratioofpowderandballs,一般粉末填滿球體之間的間隙b、球體直徑:diameteroftheballs

選擇范圍d、研磨介質(zhì):medium空氣、protectiveatmosphere,lessenoxidation,alcohol,gas,avoidingassemble(團(tuán)聚)componentsegeration成分偏析,anddust(粉塵飛揚(yáng))c、填充率:粉末和球占據(jù)球磨腔的比率

選擇范圍

研磨介質(zhì):

干磨:保護(hù)氣氛AtmosphereProtective.Anti-Oxidation

濕磨:

保護(hù)和效率;wetmilling

濕磨介質(zhì):水,乙醇等;millingmediumwetgrindsplit濕磨尖壁作用,

有利于裂紋擴(kuò)展Crackpropagation

減少泠焊.DecreasecoldweldingIncreasingthegrindingefficiency振動球磨行星球磨攪動球磨橫臂均勻分布在不同高度上,并互成一定角度。球磨過程中,磨球與粉料一起呈螺旋方式上升,到了上端后在中心攪拌棒周圍產(chǎn)生旋渦,然后沿軸線下降,如此循環(huán)往復(fù)。只要轉(zhuǎn)速和裝球量合適,在任何情況下磨筒底部都不會出現(xiàn)死角由于磨球的動能是由轉(zhuǎn)軸橫臂的攪動提供的,研磨時不會存在象滾筒球磨那樣有臨界轉(zhuǎn)速的限制,因此,磨球的動能大大增加。同時還可以采用提高攪動轉(zhuǎn)速。減小磨球直徑的辦法來提高磨球的總撞擊幾率而不減小研磨球的總動能。

工藝簡單,易于工業(yè)化生產(chǎn),產(chǎn)量大;整個過程在室溫固態(tài)下進(jìn)行,無需高溫熔化,工藝簡單靈活。合成制備材料體系廣,不受平衡相圖的限制??傻玫狡渌夹g(shù)較難得到的組織結(jié)構(gòu),如寬成分范圍的非晶合金、超飽和固溶體、納米晶合金及原位生成的超細(xì)彌散強(qiáng)化結(jié)構(gòu)??珊铣芍苽涑R?guī)方法無法得到的合金,特別是不互溶體系合金、熔點(diǎn)差別大的合金、比重相差大的合金及蒸汽壓相差較大的合金等難熔合金的制備。根據(jù)需要,制備的合金粉末既可作為最終產(chǎn)品使用,也可利用成熟的粉末冶金成型工藝制備塊體產(chǎn)品材料。

高能球磨作為材料合成制備的新技術(shù)有其獨(dú)特的強(qiáng)大魅力。時至今日,它已發(fā)展成為一門重要的材料制備新技術(shù),在新材料的開發(fā)和材料科學(xué)的研究中發(fā)揮著重要作用。高能球磨工藝特點(diǎn)氣流研磨法

通過氣體傳輸粉料的一種研磨方法。與機(jī)械研磨法不同的是,氣流研磨不需要磨球及其它輔助研磨介質(zhì)。研磨腔內(nèi)是粉末與氣體的兩相混合物。根據(jù)粉料的化學(xué)性質(zhì),可采用不同的氣源,如陶瓷粉多采用空氣,而金屬粉末則需要用惰性氣體或還原性氣體。由于不使用研磨球及研磨介質(zhì),所以氣流研磨粉的化學(xué)純度一般比機(jī)械研磨法的要高。1.動能準(zhǔn)則: 提高粉末顆粒的動能2.碰撞幾率準(zhǔn)則: 提高粉末顆粒的碰撞幾率氣流研磨制粉的基本原則由于粉末顆粒的運(yùn)動是從流態(tài)氣體中獲得的,因此,提高顆粒的動能必須要提高載流氣體的速度。兩種辦法來實(shí)現(xiàn) 提高氣體的入口壓力 氣體噴嘴的氣體動力學(xué)設(shè)計通過這兩種辦法使噴嘴出口端的氣體流速達(dá)超音速氣流研磨三種類型: 旋渦研磨 冷流沖擊 流態(tài)化床氣流磨旋渦研磨加速效應(yīng): 加速后的氣體可超過音速;冷卻效應(yīng): 氣粉混合物的溫度能降到零度以下。這兩點(diǎn)對于顆粒的粉碎十分有利,其一是顆粒的撞擊動能增大,其二是金屬顆粒的冷脆性提高。夾帶有粉料的高壓氣流通過一個稱為拉瓦爾管型硬質(zhì)合金噴嘴噴向空間時,氣體壓力急劇下降,形成絕熱膨脹過程。這一過程會同時產(chǎn)生兩種效應(yīng)冷流沖擊流態(tài)化床氣流磨流化床超微氣流粉碎是將待粉碎物料放置在設(shè)備容器中,從設(shè)備容器下方通入空氣,進(jìn)行粉碎。而循環(huán)流化床,則是將設(shè)備容器下方送入空氣的速度提高,使容器里的物料顆粒被吹起呈沸騰狀態(tài)懸浮粉碎。同時在容器的上部出口,通過高速分級裝置將超微粉收集。循環(huán)超微氣流粉碎流化床技術(shù)是一項(xiàng)近幾年發(fā)展起來的環(huán)保粉碎技術(shù)。它具有粉碎適應(yīng)性廣、粉碎效率高、粗顆粒夾帶少、低成本、負(fù)荷調(diào)節(jié)比大和負(fù)荷調(diào)節(jié)快等突出優(yōu)點(diǎn)。可獲得超細(xì)粉體,并且粉末粒度均勻;由于氣體絕熱膨脹造成溫度下降,所以可研磨低熔點(diǎn)物料;粉末不與研磨系統(tǒng)部件發(fā)生過度的磨損,粉末雜質(zhì)含量少;針對不同的性質(zhì)的粉末,可使用空氣、N2、Ar等惰性氣體。流態(tài)化床氣流磨的特點(diǎn):

液態(tài)粉末1、液態(tài)金屬(合金)→金屬粉末:霧化法2、金屬鹽溶液→金屬粉末:置換法,溶液氫還原法,水溶液電解法3、金屬熔鹽→金屬粉末:熔鹽沉淀法,熔鹽電法粉末的制備新技術(shù)(2)霧化法是一種典型的物理制粉方法,是通過高壓霧化介質(zhì),如氣體或水強(qiáng)烈沖擊液流,或通過離心力使之破碎、冷卻凝固來實(shí)現(xiàn)的。霧化制粉法霧化機(jī)理霧化聚并凝固過程一:大的液珠當(dāng)受到外力沖擊的瞬間,破碎成數(shù)個小液滴,假設(shè)在破碎瞬間液體溫度不變,則液體的能量變化可近似為液體的表面能增加。過程二:液體顆粒破碎的同時,還可能發(fā)生顆粒間相互接觸,再次成為一個較大的液體顆粒,并且液體顆粒形狀向球形轉(zhuǎn)化,這個過程中,體系的總表面能降低,屬于自發(fā)過程。過程三:液體顆粒冷卻形成小的固體顆粒。1、能量交換準(zhǔn)則提高單位時間、單位質(zhì)量液體從系統(tǒng)中吸收能量的效率,以克服表面自由能的增加。2、快速凝固準(zhǔn)則提高霧化液滴的冷卻速度,防止液體微粒的再次聚集。提高霧化制粉效率基本準(zhǔn)則霧化制粉分類雙流霧化指被霧化的液體流和噴射的介質(zhì)流;單流霧化直接通過離心力、壓力差或機(jī)械沖擊力實(shí)現(xiàn)霧化

雙流霧化法氣霧化水霧化注:適合于金屬粉末制備金屬液由上方孔流出時與沿一定角度高速射擊的氣體或水相遇,然后被擊碎成小液滴,隨著液滴與氣體或水流的混合流動,液滴的熱量被霧化介質(zhì)迅速帶走,使液滴在很短的時間內(nèi)凝固成為粉末顆粒。氣霧化的四個區(qū)域負(fù)壓紊流區(qū)—高速氣流的抽吸作用,在噴嘴中心孔下方形成負(fù)壓紊流層;顆粒形成區(qū)—在氣流沖擊下,金屬液流分裂為許多液滴;有效霧化區(qū)—?dú)饬鲄R集點(diǎn)對原始液滴產(chǎn)生強(qiáng)烈破碎作用,進(jìn)一步細(xì)化;冷卻凝固區(qū)—細(xì)化的液滴的熱量迅速傳遞給霧化介質(zhì),凝固為粉末顆粒。氣霧化制粉的影響因素 (1)氣體動能 (2)噴嘴結(jié)構(gòu) (3)液流性質(zhì) (4)噴射方式

離心霧化法離心霧化法是借助離心力的作用將液態(tài)金屬破碎為小液滴,然后凝固為固態(tài)粉末顆粒的方法。1974年,首先由美國提出旋轉(zhuǎn)電極霧化制粉法,后來又發(fā)展了旋轉(zhuǎn)錠模、旋轉(zhuǎn)園盤等離心霧化方法。旋轉(zhuǎn)錠模法(又稱旋轉(zhuǎn)坩堝法):旋轉(zhuǎn)盤法:旋轉(zhuǎn)盤法最早于1976的美國Pratt&Whitney飛機(jī)制造公司研制出,用來制備超合金粉末。這種方法獲得的粉末平均粒度同園盤轉(zhuǎn)速有關(guān),轉(zhuǎn)速越高,則平均粒度越小,細(xì)粉收得率越高。粉末平均粒度及100目以下粉末收得率隨霧化盤轉(zhuǎn)速而變化的情況旋轉(zhuǎn)輪法旋轉(zhuǎn)杯旋轉(zhuǎn)網(wǎng)

氣態(tài)粉末1、金屬蒸汽→金屬粉末:蒸汽冷凝法2、氣態(tài)金屬羰基物→金屬粉末:羰基物熱離解法3、氣態(tài)金屬鹵化物→金屬粉末:氣相氫還原法4、氣態(tài)金屬鹵化物→金屬化合物粉末:化學(xué)氣相沉積法粉末的制備新技術(shù)(3)

氣相沉積制粉是通過某種形式的能量輸入,使氣相物質(zhì)發(fā)生氣—固相變或氣相化學(xué)反應(yīng),生成金屬或陶瓷粉體。

物理氣相沉積法化學(xué)氣相沉積法一、化學(xué)氣相沉積的反應(yīng)類型分解反應(yīng)化學(xué)氣相沉積法化合反應(yīng)二、化學(xué)氣相沉積制粉原理1.化學(xué)反應(yīng)2.均相形核3.晶粒生長4.團(tuán)聚制粉過程包括四個步驟:顆粒之間由于存在著較弱的吸附力作用,主要包括范德華力、靜電引力等,顆粒之間會發(fā)生聚集,顆粒越小,則聚集效果越明顯,這一現(xiàn)象被稱為團(tuán)聚。對于超微粉末,團(tuán)聚是一個普遍存在并不容忽視的問題,在實(shí)際使用超微粉末時,如果不能有效地解決團(tuán)聚問題,則粉末就可能失去其特有的性質(zhì)。團(tuán)聚

三、化學(xué)氣相沉積類型熱分解法熱分解法中最為典型的就是羰基物熱分解,它是一種由金屬羰基化合物加熱分解制取粉末的方法,整個過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)就是制備金屬羰基化合物第一步:合成羰基鎳第二步:羰基鎳熱分解氣相氫還原還原劑----氫氣氣相金屬熱還原還原劑----低熔點(diǎn)、低沸點(diǎn)的金屬(Mg、Ca、Na…)兩類反應(yīng)的反應(yīng)物均選用低沸點(diǎn)的金屬鹵化物且以氯化物為主氣相還原法

復(fù)合反應(yīng)法是一種重要的制取無機(jī)化合物,包括碳化物、氮化物、硼化物和硅化物等方法,這種方法既可制備各種陶瓷粉體也可進(jìn)行陶瓷薄膜的沉積。所用的原料是金屬鹵化物(以氯化物為主),在一定溫度下,以氣態(tài)參與化學(xué)反應(yīng)。

復(fù)合反應(yīng)法1.碳化物反應(yīng)通式2.氮化物反應(yīng)通式3.硼化物反應(yīng)通式4.硅化物反應(yīng)通式一些碳化物、氮化物、硅化物、硼化物的沉積條件化學(xué)還原法一、還原制粉的基本原理依據(jù)熱力學(xué)原理確定反應(yīng)能否發(fā)生——氧位圖氧化物的G0~T圖氧化物的ΔZ-T圖是以含一摩爾氧的金屬氧化物的生成反應(yīng)的ΔZ作直線而繪制成的。由于各種金屬對氧的親和力affinity大小不同,所以各氧化物生成反應(yīng)的直線在圖中的位置高低不一樣。下面先對圖作一些必要的說明。二、典型還原制粉類型氫還原法碳還原法還原化合法電化學(xué)制粉法一、電化學(xué)制粉分類水溶液電解有機(jī)電解質(zhì)電解熔鹽電解液體金屬陰極電解!ΔZ–Tdiagramshowsthat

1)TemperatureincreaseresultsinΔZ增大,itismoredifficulttoform各種金屬的oxide,becauseΔZ=RTln

Po2(XO),也隨溫度升高,金屬氧化物的離解壓Po2(XO)將增大,金屬對氧的affinity親和力將減小,thus,metaloxidetobereducedatelevatedtemperature.2)ΔZ-T關(guān)系線在相變溫度處,特別是在沸點(diǎn)處發(fā)生明顯的轉(zhuǎn)折。這是由于系統(tǒng)的熵在相變時發(fā)生了變化。3)CO生成的ΔZ-T關(guān)系的走向是godown(向下),即CO的ΔZ隨溫度升高而減小。4)atsametemperature,圖中位置愈低的氧化物,其穩(wěn)定度愈大,即該元素對氧的親和力也愈大。Me+C==MeC

MeO+CO==MeC+CO2MeO+C==MeC+COMe+B==MeB

MeO+B4C==MeB+COMe+Si==MeSi

MeO+Si==MeSi+SiO2碳化物硼化物氮化物電解制粉

electrolyte(Hydro—metallurgy)Twomethodstoelectrolyte溶液電解:liquidelectrolyte

制取Fe、Cu、Ag、Sn、Mo、Pb、Au熔鹽電解

moltensaltelectrolyte

制取Ti、Zr、Be、Ta、Nb、Th、稀有金屬及合金rear,metallicalloysAnelectrolyticcelloperationfordepositionofmetalpowders,therawmetalisdissolvedattheanodeanddepositedatthecathode,(Fe,Cu,Au,Ag,Ni,etc.)Scanningelectronmicrographofelectrolyticcopperpowdershowtypicaldendriticshape其它制粉方法

Sol-Gel法制取超細(xì)粉末、納米粉末、氧化鋁、氧化鋯等金屬氧化物粉末金屬鹽溶于水中,然后加入液氨,控制好pH值,使溶于水中的金屬鹽的金屬離子形核,形成氫氧化物沉淀,然后經(jīng)洗滌干燥形成氧化鋯、氧化鋁微晶,例如:氧化鋯、氧化鋁陶瓷材料Al2O3,ZrO2ceramic

Zirconiapowderfabrication氧化鋯+硝酸鋁溶解于水中,加熱到60~80℃,滴入氨水(pH值=9)共沉淀co-precipitation溶膠沉淀干燥凝膠sol-gel煅燒800~900℃得到氧化鋁部分穩(wěn)定的四方相tetro-zirconia氧化鋯。具有良好的力學(xué)性能mechanicalproperties、強(qiáng)度strength和韌性,利用應(yīng)力誘導(dǎo)相變消耗裂紋的斷裂能使材料斷裂韌性fracturetoughness提高。共沉淀法舉例粉末包覆PowderCoating電極材料,W-Cu合金,在力學(xué)性能不能滿足要求時,可加入少量的Ni,來改善力學(xué)性能,其中鎳與銅均有包覆作用,特別是對銅顆粒共有三層,鎢在中間,銅在外層;首先,鎢粉在硝酸鎳中溶解,氧化鎳包覆鎢,還原得到鎳包覆鎢顆粒;鎳鎢顆粒在進(jìn)入氯化銅溶液中,包上銅后,烘干還原得到W-Ni—Cu合金粉,其性能:高溫導(dǎo)電,抗氧化,力學(xué)性能顯著提高等優(yōu)點(diǎn)。氣相沉積法

Vaporsedimentationviaatmosphere適合氣相沉淀法制備釩、鈮、鎢、鉿、鈦、銀、鈷、鎳、鋯等氯化物,和氟化物,氧化物,這些金屬有。金屬粉末通過與氫在高溫反應(yīng)制備。如在1000℃反應(yīng):

1/3Cu3Cl3(g)+1/2H2(g)→Cu(s)+HCl(g)

該反應(yīng)中,沉淀的銅顆粒直徑大小為0.2μm氣相沉淀法用在粉末冶金中的有以下幾種:(1)金屬蒸氣冷凝,這種方法主要用于制取具有大蒸氣壓的金屬(如鋅Zn,鎘Cd等)粉末。這些金屬的特點(diǎn)是有較低的熔點(diǎn)和較高的揮發(fā)性,如果將這些金屬蒸氣在冷卻面上冷凝下來,便可形成很細(xì)的球狀粉末。(2)碳基物熱離解。(3)氣相還原,包括氣相氫還原和氣相金屬熱還原。(4)化學(xué)氣相沉淀。羰基物熱離解法

carbonylthermo-dissociation

部分金屬(過渡金屬)能與一氧化碳生成金屬羥基化合物〔Me(CO)n〕這些羰基化合物害死易揮發(fā)的液體或易升華的固體。例如:

Ni(CO)4為無色液體,熔點(diǎn)-25℃,沸點(diǎn)43℃;Fe(CO)5為琥珀黃色液體,熔點(diǎn)-21℃,沸點(diǎn)103℃;Co2(CO)8,Cr(CO)6,

W(CO)6,Mo(CO)6,各種金

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