【正文】 ）。 ?松裝密度 ：是粉末試樣自然地充填規(guī)定的容器時，單位容 積內(nèi)粉末的質(zhì)量（克 /厘米 3）。 ?流動性 ： 50克粉末從標準的流速漏斗流出所需的時間。 ?壓縮性 ：指粉末在壓制過程中被壓緊的能力。 ?成型性 ：指粉末壓制后，壓坯保持既定形狀的能力。 （ a）裝配圖 (b) 流速漏斗 (c)量杯 松裝密度裝置結構圖 松裝密度流動性的影響因素 ? 粒度和粒度組成：粉末顆粒愈粗，松裝密度較大；愈細則減小。 ? 粉末顆粒的形狀：顆粒形狀愈不規(guī)則，松裝密度愈小。 ? 粉末空隙度：粉末空隙度愈小，松裝密度愈大。 ? 顆粒松軟，形狀不規(guī)則的粉末，成型性好。松裝密度高，壓縮性好。 167。 生產(chǎn)中選擇制粉方法主要考慮以下兩個因素。 MeO(金屬氧化物 )+X(還原劑 )=Me+XO ? 那么到底哪些物質(zhì)能做哪些氧化物的還原劑呢？這可由金屬氧化物的標準生成自由能圖中得出： 氧化物的標準生成自由能 溫度圖的說明 ? 隨溫度升高，△ G176。因此，還原金屬氧化物通常要在高溫下進行 ? △ G176。 ? CO生成的△ G176。 隨溫度升高而減小。 相交。如 Fe、 W的氧化物。 T關系線在 Cu、 Fe、 Ni、 Co、 W等氧化物的關系線以下，說明在一定條件下氫可以還原Cu、 Fe、 Ni、 Co、 W等氧化物 ? 位于圖中最下面的幾條關系線所代表的金屬如 Ca、 Mg等與氧的金和力最大。 ? 在同一溫度下，圖中位置愈低的氧化物，其穩(wěn)定性愈大，即該元素對氧的親和力愈大。特別是固 氣多相反應。 ★ 化學 反應速度 以單位時間內(nèi)反應物濃度的減小或生成物濃度的增加來表示。 (3)固體反應產(chǎn)物的特性（形成的表面殼層有疏松與致密之分） ★ 氣體還原固體金屬氧化物的機理：“吸附 自動催化”理論。X （吸附） 反應 MeO(固 )X(吸附 )=Me（固） XO(吸附 )=Me（固） +XO（氣） Me(固 )+X(氣 )=Me（固） +XO（氣） 舉例 :還原法制備鐵粉 鐵的氧化物有三種形態(tài)，即 Fe2O FeO、 Fe3O4。 鐵的氧化物的還原過程是分階段進行的，即從高價氧化鐵到低價氧化鐵，最后還原為金屬鐵。由于 CO2在此高溫下會與固體碳作用全部轉變成 CO起主導還原作用。只要還原反應器內(nèi)有過剩的固體碳存在，則碳的氣化反應總是存在的。 用 CO還原鐵的氧化物時 ， 還原溫度與氣相組成的關系如圖 。鐵粉中含鐵量降低。 2固體碳還原劑 一般為木炭、焦炭、無煙煤。但焦炭和無煙煤中含有較高的硫，會使海綿鐵中含硫量增高。 還原劑用量：根據(jù)反應 FeO+ 2C →Fe+CO來計算配碳量，最適宜的木炭加入量為 86～ 90％。 3還原溫度和還原時間 溫度升高 1000℃ 以上時，碳的氣化反應的氣相組成幾乎全部是 CO。 4料層厚度：還原溫度一定時，隨著料層厚度的增加，還原時間也增加。 隧道窯還原工藝曲線 5還原灌密封程度：密封好，使還原氣氛內(nèi)有足夠的 CO 濃度，否則在冷卻過程中使海綿鐵氧化。 引入氣體還原劑 ，由于氣相組成中有 CO、 H2等氣體能加速還原過程的進行。高溫下 H2的的還原能力比 CO強。 7海綿鐵的處理： 破碎為海綿鐵粉 ， 退火處理 。補充還原作用，脫碳作用。 ? 水溶液電解法：可制取銅、鐵、錫等金屬粉末。 ? 有機電解質(zhì)電解 ? 液體金屬陰極電解 水溶液電解過程示意圖 ? 陽極 :氧化反應 .即負離子移向陽極析出氧化產(chǎn)物 ? 陰極 :還原反應 .即正離子移向陰極析出還原產(chǎn)物 . 金屬離子在陰極上放電。如圖 （ c為電解液的濃度） 粉末狀產(chǎn)物 致密沉積物 過渡產(chǎn)物 ★ 電解過程中所通過的電量與所析出的物質(zhì)之間的關系。單位庫侖，等于 ?小時。即 E理 =ε陽 ε陰 。即 E分解 = E理 + E超 . ? 極化指 偏離平衡電位的現(xiàn)象。 在整個槽電壓中，分解電壓只有 2~4%， E液 為70~80%， E接 為 15~20%。不過有電流通過固液表面，金屬沉積的速度與電流成正比。 ? 沉積速度 (以克原子 /秒表示 )=m/wt=I/nF 說明金屬沉積的速度僅與通過的電流有關，而與溫度、濃度 無關。 有利于沉積出粉末狀產(chǎn)物。不 利于沉積出粉末狀產(chǎn)物 ?？杀硎緸椋? ηi=M/qIt 100% 式中： M——電解產(chǎn)物的實際重量（克） （ 2） 電能效率 ηe ：反映電能的利用情況 電能效率指在電解過程中生產(chǎn)一定重量的物質(zhì)在理論上所需要的電能量與實際消耗的電能量之比。因為，在其它條件不變時， [Cu2+]越低，擴散速度慢，即向陰極擴散的金屬離子數(shù)量越少，形核速度遠大于晶核長大速度。因為 Cu2+濃度增加，有利于提高陰極的擴散電流，從而有利于銅的沉積，提高電流效率。 b、酸度（ H+濃度）：一般在陰極上氧化與銅同時析出，則有利于得到松散粉末。 提高酸度有利于氫的析出，電流效率降低。 c、添加劑：電解質(zhì)添加劑主要是提高電解質(zhì)溶液的導電性或控制 PH值在一定范圍內(nèi)。 （ 2）電解條件 a、電流密度： 電流密度越高粉末越細，電流密度低時，所得粉末較粗 。 隨電流密度增加，電流效率降低 。 b、電解液溫度：提高電解液溫度后，擴散速度增加，晶粒長大速度也增加，所得粉末變粗。因為升高電解溫度可以提高電解液的導電能力，降低槽電壓，減少副反應，從而提高電流效率，同時，提高溫度可以降低濃差極化，有利于 Cu2+的析出，這就相當于增加 Cu2+濃度，對提高電流效率有利。如果溫度太高，電解液大量蒸發(fā)，惡化勞動條件。因為加快攪拌，擴散層的厚度減小，使得擴散速度增大，故粉末變粗。 d、清刷電極周期：清刷電極周期短有利于生產(chǎn)細粉，因為長時間不刷粉，使陰極表面積增大，相對降低了電流密度。實踐表明，銅粉在一定的溫度、濕度及潔凈的空氣中，其顆粒表面會形成一層 100~400197。 ? 鈍化處理的工藝條件： 鈍化處理的最大相對濕度不超過 48%； 鈍化處理的最高室溫不超過 17℃ ； 鈍化處理時間最短不少于 10~15天； 銅粉本身必須干燥，含水率在 %以下； 鈍化處理必須在潔凈的空氣中進行，嚴防各種活性氣體介質(zhì)進入； 在鈍化處理期間內(nèi)，粉末不宜密封包裝，而應讓其暴露。 ? 霧化法可以生產(chǎn)熔點低于 1700℃ 左右的各種金屬及合金粉末。制造過濾器用的球形青銅粉、不銹鋼粉、鎳粉幾乎全是采用霧化法生產(chǎn)的。 ? 霧化過程是個復雜的過程，按霧化介質(zhì)與金屬液流的相互作用的形式來看，既有物理 —機械作用（ 霧化介質(zhì)的動能轉化為金屬液滴的表面能） ，又有物理 —化學作用 金屬液滴將一部分熱量傳給霧花介質(zhì) ） 。 影響霧化粉末性能的因素 ? 霧化介質(zhì) :用水做霧化介質(zhì)所得的顆粒多為不規(guī)則狀。霧化介質(zhì)的壓力越高，所得的粉末越細。在霧化壓力和噴嘴條件相同時，金屬液過熱溫度越高，細粉末產(chǎn)生率越高，并容易形成球形粉末。 ? 其他參數(shù) :金屬液流長度（金屬液流出口到霧化焦點距離）短，噴射長度（氣流從噴口到霧化焦點的距離）短，噴射頂角適當有利于得到細顆粒粉末。 霧化裝置示意圖 舉例 :空氣霧化法制備鋅粉工藝過程 Ⅳ 機械粉碎法 ? 機械粉碎是靠壓碎、擊碎和磨削等作用，將塊狀金屬或合金機械地粉碎成粉末的。 ? 研磨時顆粒材料上的作用力，沖擊、磨擦、剪切、壓縮。 ? 球磨機的轉速：研磨較細的物料時：采用 ,若物料較粗，性脆，選用 。 ? 裝球量：裝球體積與球筒體積之比，叫做裝填子數(shù)。 ? 裝料量： 一般在球體的裝填子數(shù)為 ，裝料量應該以填滿球之間的空隙，稍掩蓋住球體表面積為原則，為方便起見，取裝料量為球筒容積的 20%。 ? 研磨時間：研磨時間決定于物料的種類以及所有上述因素。 納 米 粒 子 制 備 方 法 物理法 化學法 粉碎法 構筑法 沉淀法 水熱法 溶膠－凝膠法 冷凍干燥法 噴霧法 干式粉碎 濕式粉碎 氣體冷凝法 濺射法 氫電弧等離子體法 共沉淀法 均相沉淀法 水解沉淀法 納 米 粒 子 合 成 方法分類 氣相反應法 液相反應法 氣相分解法 氣相合成法 氣－固反應法 其它方法 (如球磨法 ) 納 米 粒 子 制 備 方 法 氣相法 液相法 沉淀法 水熱法 溶膠－凝膠法 冷凍干燥法 噴霧法 氣體冷凝法 氫電弧等離子體法 濺射法 真空沉積法 加熱蒸發(fā)法 混合等離子體法 共沉淀法 化合物沉淀法 水解沉淀法 納 米 粒子 合 成 方法分類 固相法 粉碎法 干式粉碎 濕式粉碎 化學氣相反應法 氣相分解法 氣相合成法 氣－固反應法 物理氣相法 熱分解法 其它方法 固相反應法 第三章 壓制成型技術 ? 167。 32壓制成型原理 ? 167。 34壓制成型方法 成型 :指將松散的粉末加工成具有一定形狀 ,一 定尺寸和一定密度和強度的坯快 . 模壓概述 ? 對壓模中的粉末施加壓力后，粉末顆粒間將發(fā)生相對移動，粉末顆粒將填充孔隙，使粉末體的體積減小，粉末顆粒迅速達到最緊密的堆積，直到達到所要求的密度。 壓制模具 167。受壓時拱橋被破壞，粉末顆粒發(fā)生位移，填充孔隙，體積減小。 壓制過程及壓坯密度分布 單向壓制過程及壓坯密度延高度的分布 雙向壓制過程及壓坯密度延高度的分布 帶浮動凹模的雙向壓制過程示意圖 粉末壓制過程中壓坯密度的變化 對裝于壓模中的松裝粉末加壓時，壓坯的相對密度（壓坯密度 /相同成分致密金屬的密度）發(fā)生如圖規(guī)律性變化： ? 階段 Ⅰ （曲線 a）， 施加壓力后，拱橋破壞， 顆粒位移，填充孔隙，并 達到最大充填密度。 ? 階段 Ⅱ （曲線 b），壓坯經(jīng) 過第一階段壓縮后，密度已 達一定值。 ? 階段 Ⅲ （曲線 c），當壓力繼續(xù)增大，超過粉末材料的臨界應力值（屈服極限或強度極限）時，粉末顆粒開始變形或斷裂。因此，壓坯密度又隨之增大。 ? 由于側壓力的作用，壓模內(nèi)靠近模壁的外層粉末與模壁之間產(chǎn)生 摩擦力 （ F摩 =μP側 S， μ為粉末與模壁的摩擦系數(shù)，S為粉末與模壁的接觸面積），這種摩擦力的出現(xiàn)會使壓坯在高度方向上存在明顯的壓力降。當去除壓力后壓坯由于這些應力的作用會力圖膨脹。 ? 壓坯在壓模中，當去除壓力后，壓坯仍會緊緊地固定在壓模內(nèi)。 壓制成型方程 12 lgk k P? ??dP LPd ???00()l g l n l g l g()mmn P M? ? ?? ? ?? ???汪克爾 巴爾申 黃培云 β相對體積， P壓制壓力， L壓制系數(shù)， M相當于壓制模數(shù)， m相當于硬化指數(shù)的倒數(shù)， 壓坯強度 ? 1．觀點 機械嚙合力：取決于粉末顆粒表面的凹凸不平所構成的楔住 和勾連。 ? 2．測定 壓坯抗彎強度試驗法：試樣規(guī)格 σbb=3PL/2bh2(kg/mm2) 壓坯邊角穩(wěn)定性轉鼓試驗法：試樣規(guī)格 , 條件 14目的網(wǎng)筒 ,以 87轉 /分的速度轉動 1000轉 . S=(AB)/A 100%(重量損失率 ) 167。 作用：降低雜質(zhì)含量、消除加工硬化。 ? 混合 ：指將兩種或兩種以上的不同成分的粉末混合均勻的過程。 方法 : 機械法 (干混 ,濕混 ),化學法：是將金屬或化合物粉末與添加金屬的鹽溶液均勻混合，或者是各組元全部以某種鹽的溶液形式混合，然后經(jīng)沉淀、干燥、還原等處理而得到均勻分布的混合物。 檢驗：檢驗工藝性能，并進行化學分析。 方法：用標準篩網(wǎng)制成的篩子或振動篩來篩分。 目的：改善流動性。 添加成型劑 成型劑 (潤滑劑、粘結劑 ) 是指有利粉末壓制