Полная версия

Главная arrow Товароведение arrow Технологические процессы в машиностроении

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>

5.1.2. Получение порошков физико-химическими методами

Получение порошков физико-химическими методами осуществляется в результате химических реакций (восстановления, замещения, разложения) и физических процессов (испарения, конденсации, осаждения и др.), протекающих между твердыми, жидкими и газообразными веществами.

Наиболее традиционными являются методы осаждения частиц в процессе химических реакций в жидкостях. Они основаны на тех или иных фазовых превращениях (переохлаждении жидкости, пересыщении пара, перегрева твердых солей органических кислот, превышении предела растворимости и т.п.). Считается, что эти способы в наибольшей степени позволяют регулировать свойства получаемых порошков.

Получение порошков химическим восстановлением

Этим способом получают порошки металлов из оксидов и других твердых соединений, водных растворов и газообразных соединений.

В случае получения порошков из оксидов и других твердых соединений металлов восстановителями служат газы (водород, конвертированный природный газ и др.), твердый углерод (кокс, сажа и др.) и металлы (натрий, кальций и др.). Исходным сырьем являются окисленные руды, рудные концентраты, отходы и побочные продукты металлургического производства (например, прокатная окалина), а также различные химические соединения металлов. Таким путем получают порошки железа, меди, никеля, кобальта, вольфрама, молибдена, титана, тантала, циркония и других металлов и их сплавов, а также соединений с неметаллами (карбиды, бориды и др.)

В случае получения порошков различных соединений металлов из водных растворов в качестве восстановителя используют водород или оксид углерода. Исходное сырье – сернокислые или аммиачные растворы солей соответствующих металлов.

При получении порошков из газообразных соединений металлов используют водород и низкокипящие хлориды и фториды вольфрама, молибдена, рения, ниобия или тантала.

Электролиз водных растворов или расплавленных солей различных металлов

Этим способом получают тонкие и чистые порошки различных металлов и сплавов. Например, порошки железа, меди, вольфрама с губчатой, пористой формой частиц получают электролитическим осаждением из растворов солей и металлов (рис. 5.17).

Схема процесса электролиза пористых и губчатых порошков металлов

Рис. 5.17. Схема процесса электролиза пористых и губчатых порошков металлов

При металлотермическом восстановлении порошков меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, олова, серебра, хрома получают сферическую форму, а титана, ниобия, циркония, тантала – тарельчатую.

Диссоциация карбонилов

Карбонилами называют соединения элементов с СО. Они легколетучи, образуются при сравнительно небольших температурах и при нагревании легко разлагаются. В первой фазе исходное сырье, содержащее металл в соединении с балластным веществом, взаимодействует с СО с образованием промежуточного продукта (карбонила). Реакция образования идет везде, где СО соприкасается с поверхностью металла в исходном сырье: снаружи твердого тела, в его трещинах и порах. В некоторых случаях возможно образование нескольких карбонилов.

Во второй фазе карбонил металла при нагреве разлагается на металл и СО. Термическая диссоциация в большинстве случаев наступает при невысокой температуре. В первый момент появляются атомы металла и газообразные молекулы СО. Частицы порошка формируются в результате кристаллизации парообразного металла в два этапа: сначала образуются зародыши, а затем из них вырастают собственно порошинки различной формы, что является результатом адсорбции паров металла па поверхности каждого из зародышей.

В промышленных масштабах диссоциацией карбонилов производят порошки Ni, Fe, Со, Сг, Mo, W и некоторых металлов платиновой группы. Расширение производства карбонильных порошков существенно сдерживается их высокой стоимостью, так как они в десятки раз дороже восстановленных порошков аналогичных металлов.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ   >>