วิธีการเตรียมผงโลหะผง เข้าใจไหม?

คุณรู้วิธีการเตรียมผงของโลหะวิทยาผงหรือไม่?

กระบวนการทางโลหะวิทยาแบบผงเริ่มต้นจากการเตรียมวัตถุดิบที่เป็นผง ซึ่งอาจเป็นโลหะหรือสารประกอบบริสุทธิ์ก็ได้ มีหลายวิธีในการผลิตผง ขนาดอนุภาค รูปร่าง ความหนาแน่นรวม องค์ประกอบทางเคมี ความแน่น คุณสมบัติการเผาผนึก ฯลฯ ที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการขึ้นรูปที่ตามมานั้นขึ้นอยู่กับเส้นทางกระบวนการของการเตรียมผง

1. วิธีการลด

การลดออกไซด์ของโลหะและเกลือด้วยตัวรีดิวซ์เพื่อผลิตผงโลหะเป็นวิธีการบดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด หลักการทำงานของมันคือการจับออกซิเจนในผงโลหะออกไซด์ด้วยตัวรีดิวซ์เพื่อให้โลหะลดลงเป็นผง ตัวรีดิวซ์อาจเป็นสารที่เป็นของแข็ง ก๊าซ และของเหลว สารรีดักเตอร์ที่เป็นก๊าซ ได้แก่ ไฮโดรเจน ก๊าซถ่านหิน และก๊าซธรรมชาติที่แปลงแล้ว ในขณะที่สารรีดักชั่นที่เป็นของแข็ง ได้แก่ คาร์บอน โซเดียม แคลเซียม แมกนีเซียม และโลหะอื่นๆ

การลดไฮโดรเจนมักใช้ในการผลิตทังสเตน โมลิบดีนัม เหล็ก ทองแดง นิกเกิล โคบอลต์ และผงโลหะอื่นๆ การลดคาร์บอนมักใช้ในการผลิตผงเหล็ก ด้วยสารรีดิวซ์โลหะที่แข็งแรง เช่น โซเดียม แมกนีเซียม และแคลเซียม แทนทาลัม ไนโอเบียม ไททาเนียม เซอร์โคเนียม วานาเดียม เบริลเลียม ทอเรียม ยูเรเนียม และผงโลหะอื่นๆ สามารถผลิตได้ สามารถเตรียมนิกเกิล ทองแดง โคบอลต์และโลหะผสมหรือผงเคลือบได้โดยการลดสารละลายที่เป็นน้ำของเกลือของโลหะด้วยไฮโดรเจนแรงดันสูง อนุภาคผงส่วนใหญ่ที่เกิดจากวิธีการรีดักชันเป็นโครงสร้างฟองน้ำที่ไม่สม่ำเสมอ ขนาดอนุภาคของผงส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น อุณหภูมิในการลด เวลา และขนาดอนุภาคของวัตถุดิบ วิธีการรีดิวซ์สามารถใช้ในการเตรียมผงโลหะส่วนใหญ่ ซึ่งเป็นวิธีการที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย

2. วิธีอิเล็กโทรไลต์

อิเล็กโทรลิซิสอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอนในการผลิตผง และขนาดการผลิตนั้นเป็นอันดับสองรองจากวิธีการลดปริมาณในการเตรียมผงโลหะทั้งทางกายภาพและทางเคมี อิเล็กโทรลิซิสใช้ไฟฟ้ามากขึ้นและค่าใช้จ่ายของผงอิเล็กโทรไลต์มักจะสูงกว่าผงรีดิวซ์และผงละออง อย่างไรก็ตาม ผงที่ผลิตโดยอิเล็กโทรไลซิสมีความบริสุทธิ์สูง รูปทรงเดนไดรต์ และประสิทธิภาพการบดอัดที่ดี วิธีการอิเล็กโทรไลต์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยอิเล็กโทรไลซิสของสารละลายในน้ำ (สามารถผลิตทองแดง เหล็ก ดีบุก และผงโลหะอื่นๆ ได้) อิเล็กโทรไลซิสของเกลือหลอมเหลว (สามารถผลิตผงโลหะทนไฟโลหะหายากบางชนิดได้) อิเล็กโทรไลต์อิเล็กโทรไลต์อินทรีย์ และอิเล็กโทรไลซิสของแคโทดโลหะเหลว

หลักการพื้นฐานของการเตรียมผงโดยอิเล็กโทรไลซิสคือ เมื่อใช้กระแสตรงกับสารละลายหรือเกลือหลอมเหลว สารละลายในน้ำหรือเกลือหลอมเหลวของสารประกอบโลหะจะสลายตัว สาระสำคัญของอิเล็กโทรไลซิสของโลหะคือการปลดปล่อยไอออนของโลหะบนแคโทด เมื่อใช้กระแสตรงกับสารละลายอิเล็กโทรไลต์ ไอออนบวกและลบจะเคลื่อนตัว ไอออนบวกจะเคลื่อนไปที่แคโทด การคายประจุบนแคโทด และปฏิกิริยารีดักชันเกิดขึ้น และผลิตภัณฑ์รีดักชันจะตกตะกอนบนแคโทด ไอออนลบจะเคลื่อนไปที่ขั้วบวก ซึ่งเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชันและผลิตภัณฑ์ออกซิเดชันจะตกตะกอน

3. วิธีการทำให้เป็นละออง

นับตั้งแต่การผลิตผงเหล็กอะตอมขนาดใหญ่ครั้งแรกในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง กระบวนการทำให้เป็นละอองได้รับการพัฒนาและปรับปรุงอย่างต่อเนื่อง การผสมผสานของผงคุณภาพสูงที่ถูกทำให้เป็นละอองและเทคโนโลยีการทำให้หนาแน่นใหม่เข้าด้วยกันได้นำไปสู่การใช้งานใหม่ๆ ของผงโลหะวิทยาผลิตภัณฑ์และคุณสมบัติของผลิตภัณฑ์มักจะแทนที่ผลิตภัณฑ์การหล่อและการตีขึ้นรูปที่เกี่ยวข้อง

วิธีการทำให้เป็นละอองใช้ของไหลความเร็วสูงเพื่อทุบโลหะเหลวหรือโลหะผสมโดยตรงเพื่อให้ได้ผงโลหะที่มีขนาดน้อยกว่า 150 μ M มันเป็นของวิธีการบดทางกล และขนาดการผลิตเป็นอันดับสองรองจากวิธีการลดเท่านั้น ผงโลหะและโลหะผสมต่างๆ ที่มีจุดหลอมเหลวต่ำกว่า 1700 องศาสามารถผลิตได้โดยการทำให้เป็นละออง เช่น Pb, Sn, Al, Zn, Cu, Ni, Fe และผงโลหะอื่น ๆ เช่นเดียวกับผงโลหะผสมต่างๆ เช่น โลหะผสมเหล็ก โลหะผสมอลูมิเนียม โลหะผสมนิกเกิล เหล็กโลหะผสมต่ำ สแตนเลส เหล็กความเร็วสูง และโลหะผสมพิเศษ ผงบรอนซ์ทรงกลม ผงสแตนเลส และผงนิกเกิลที่ใช้ในการผลิตตัวกรองเกือบทั้งหมดผลิตโดยวิธีการทำให้เป็นละออง

4. การบดทางกล

การบดเชิงกลคือการบดบล็อกโลหะหรือโลหะผสมให้เป็นผงโดยการบด บด และบด ไม่เพียงแต่เป็นวิธีการบดแบบอิสระเท่านั้น แต่ยังเป็นอาหารเสริมที่ขาดไม่ได้สำหรับวิธีการบดบางวิธีอีกด้วย เช่น บล็อกฟองน้ำที่ลดลงโดยออกไซด์ การบดผงรองของผงอะตอมหรือผงอิเล็กโทรไลต์

การปฏิบัติแสดงให้เห็นว่าการเจียรเชิงกลนั้นเหมาะสมกว่าสำหรับวัสดุที่เปราะ ในขณะที่การเจียรโลหะพลาสติกและโลหะผสมส่วนใหญ่รวมถึงการเจียรด้วยกระแสน้ำวน การเจียรการไหลของอากาศเย็น ฯลฯ ในที่นี้เราจะแนะนำวิธีการเจียรเชิงกลเท่านั้น งานของการเจียรคือการลดหรือเพิ่มขนาดอนุภาค (ส่วนหลังคล้ายกับแกรนูล) ทำให้ผงผสมด้วยเครื่องจักร ผสมของแข็งให้สมบูรณ์ และปรับปรุง แปลง หรือเปลี่ยนประสิทธิภาพของวัสดุ