粉末冶金新工艺3节.ppt

昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 第一章 粉末的制备新技术 这一方法可成功生产10～20nm的粉末,化学纯度高,表面氧化物低于10%～15%。也可生产氧化物粉末,粒度小于5nm。 潜在高技术应用:切削工具、先进陶瓷、高密度磁记录介质、磁流体、催化剂等。 7.机械化学法生产廉价的纳米粉末 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 第一章 粉末的制备新技术 　8.声化学制取纳米金属粉 美国科学家采用声化学技术制取纳米金属粉。声化学是研究液体中高强度超声波产生的小气泡的形成、长大与内向破裂等现象的学科。 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 第一章 粉末的制备新技术 这些超声波气泡的破裂,产生很强的局部加热而在冷液中形成“热点”,瞬时温度约为5000℃,压力约1GPa,持续时间约10亿分之一秒。 粗略而形象地说,上述这些数据相当于太阳的表面温度,大洋底部的压力,闪电的时间。当气泡破裂时,气泡内所含金属的易挥发化合物分解成单个金属原子,而后聚集为原子簇。这些原子簇含有几百个原子,直径约为2～3nm。 　8.声化学制取纳米金属粉 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 第一章 粉末的制备新技术 这些小的磁性金属原子簇,像顺磁体材料一样,磁矩由原子簇的原子自旋构成,且所有自旋均在同一方向上,因而磁矩比普通材料高100多倍。包覆这些颗粒可形成稳定铁胶体,颗粒永远处于悬浮态,现已作为“磁流体”工业化生产,用于扬声器,磁性墨水,磁流体密封,润滑剂,轴承,医学等。 　8.声化学制取纳米金属粉 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 粉末冶金新技术 胡 劲 昆明理工大学材冶学院 二、电化学制粉原理 电 化 学 以铜电解制粉为例 电化学体系 阳极：Cu（纯） 阴极： Cu粉 电解液： CuSO4、H2SO4、H2O 电化学反应 阴极反应： 阳极反应： 三、电化学制粉的影响因素 电流密度 电解液温度 搅拌 刷粉周期 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 生产方法 原材料 金属粉末 合金粉末 化合物粉末 包覆粉末 还原 碳还原 金属氧化物 Fe W ? ? ? 气体还原 金属氧化物或盐类 Fe W Mo Ni Co Cu Fe-W W-Re ? ? 金属热还原 金属氧化物 Ta Nb Ti Zr Th U Cr-Ni ? ? 还原－化合 硼化或碳化硼 金属粉末或金属氧化物粉末 ? ? 硼化物 ? 硅化或硅与金属氧化物作用 ? ? ? 硅化物 ? 氮化或氮与金属氧化物作用 ? ? ? 氮化物 ? 气相还原 气相氢还原 气态金属卤化物 W Mo Co-W W-Mo ? W/UO2 气相金属热还原 ? Ta Nb Ti Zr ? ? ? 物理化学法 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 物理化学法 生产方法 原材料 金属粉末 合金粉末 化合物粉末 包覆粉末 化学气相沉积 气态金属卤化物 ? ? 化合物粉末和涂层 ? 气相冷凝或离解 金属蒸汽冷凝 气态金属 Zn Cd ? ? ? 羰基物热离解 气态金属羰基物 Fe Ni Co Fe-Ni ? Ni/SiC 液相沉淀 置换 金属盐溶液 Cu Sn Ag ? ? ? 溶液氢还原 金属盐溶液 Cu Ni Co Ni-Co ? Ni/Al Co/WC 熔盐沉淀 金属熔盐 Zr Be ? ? ? 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 物理化学法 生产方法 原材料 金属粉末 合金粉末 化合物粉末 包覆粉末 从辅助金属浴中析出 金属或金属熔体 ? ? 碳化物，硼化物，氮化物，硅化物 ? 电解 水溶液电解 金属盐溶液 Fe Co Ni Ag Fe-Ni ? ? 熔盐电解 金属熔盐 Ta Nb Ti Zr Th Be Ta-Nb 碳化物，硼化物，硅化物 ? 离子液体电解 金属有机物离子液体 ? ? ? ? 电化腐蚀 晶间腐蚀， 不锈钢 ? ? 不锈钢 ? 电腐蚀 金属或合金 任何金属 任何合金 ? ? 昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲 物理化学法 生产方法 原材料 金属粉末 合金粉末 化合物粉末 包覆粉末 从辅助金属浴中析出 金属或金属熔体 ? ? 碳化物，硼化物，氮化物，硅化物 ? 电解 水溶液电解 金属盐溶液 Fe Co Ni Ag Fe-Ni ? ? 熔盐电解 金属熔盐 Ta Nb Ti Zr Th Be Ta-Nb 碳化物，硼化物，硅化物 ? 离子液体电解 金属有机物离子液体 ? ? ? ? 电化腐蚀 晶间腐蚀， 不锈钢 ? ? 不锈钢 ? 电腐蚀 金属或合金 任何金属