MIM 금속분말 제조방법의 분류 및 기본원리

MIM 금속분말 제조방법의 분류 및 기본원리

금속 분말의 제조 방법:

1.1 물리화학적 방법:

1.1.1 감소 방법:

금속 산화물 및 염의 환원은 분말 제조에 널리 사용되는 방법입니다. 철 분말 및 텅스텐 분말은 고체 탄소에 의해 감소될 수 있으며 텅스텐, 몰리브덴, 철, 구리, 코발트, 니켈 및 기타 분말은 수소 또는 암모니아 분해에 의해 준비될 수 있습니다. 철 분말은 천연 가스와 석탄 가스를 전환하여 제조할 수 있으며 탄탈륨, 니오븀, 티타늄, 지르코늄, 토륨 및 우라늄과 같은 희소 금속 분말은 나트륨, 칼슘 및 마그네슘을 환원제로 사용하여 제조할 수 있습니다. 금속 산화물 및 염의 환원 방법의 기본 원리는 산소에 사용되는 환원제의 친화력이 산소에 사용되는 산화물 및 염의 해당 금속의 친화력보다 커서 금속 산화물 또는 염의 산소가 포획될 수 있고 금속이 환원될 수 있다. 다른 금속 원소는 산소에 다른 영향을 미치기 때문에 산화물 형성의 안정성은 동일하지 않습니다. 산화물의 안정성은 산화 반응 과정에서 △G의 크기로 특징지을 수 있다. 반응 과정에서 △G 값이 작을수록 산화물의 안정성이 높다는 것, 즉 산소에 대한 친화력이 크다는 것을 의미한다.

그 장점은 간단한 조작, 공정 매개 변수의 쉬운 제어, 높은 생산 효율, 저렴한 비용 및 산업 생산에 적합합니다. 단점은 수소와 반응하기 쉽고 수소 흡수 후 부서지기 쉽고 부서지기 쉬운 금속 재료에만 적용된다는 것입니다.

1.1.2 금속 열 환원 및 환원 방법:

금속 열 환원은 환원된 원료가 고체, 기체 또는 용융 염일 수 있다는 것입니다. 후자의 두 가지는 기상 감소 및 액상 침전의 특성을 가지고 있습니다. 금속 열 환원제 방법은 일반적으로 산업에서 사용됩니다: TiO2, ThO2, UO2 등을 칼슘으로 환원; TiCl4, ZrCl4, TaCl5 등을 마그네슘으로 환원; TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 등을 나트륨으로 환원; 산화크롬과 산화니켈을 수소화칼슘(CaH2)으로 공환원하여 니켈크롬 스테인리스강 분말을 제조하였다.

환원 방법은 탄화물과 붕소화물을 얻기 위해 탄소, 탄화붕소, 실리콘, 질소 및 내화성 금속 산화물의 반응을 말합니다. 질화물 방법.

1.1.3 전기분해 방법:

전기분해는 용융염이나 염수용액을 전기분해하여 금속분말을 음극에 침전시키는 방법이다. 거의 모든 금속 분말, 특히 구리 분말, 은 분말 및 주석 분말을 전기분해로 생산할 수 있습니다. 전해 분쇄는 또한 수용액 전기 분해, 유기 전해질 전기 분해, 용융 염 전기 분해 및 액체 금속 음극 전기 분해로 나눌 수 있습니다.

장점은 준비된 금속 분말의 순도가 높고 일반 원소 분말의 순도가 99.7% 이상에 도달할 수 있다는 것입니다. 또한 전해법은 분말의 입자 크기를 잘 조절할 수 있고 미세한 분말을 생산할 수 있습니다. 그러나 전해 분말 생산의 전력 소비가 크고 분말 생산 ​​비용이 높습니다. 전해 수용액은 Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni 등의 금속(합금) 분말을 생성할 수 있고, 전해 용융염은 Zr, Ta, Ti, Nb 등의 금속 분말을 생성할 수 있다.

1.1.4 하이드록실 방법:

일부 금속(철, 니켈 등)과 일산화탄소는 금속 카르보닐 화합물로 합성되며, 이는 재가열에 의해 금속 분말과 일산화탄소로 분해됩니다. 이렇게 제조된 분말은 매우 미세하고 순도가 높지만 비용이 많이 든다. 산업계에서는 주로 니켈 및 철의 미세 및 초미립 분말뿐만 아니라 Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co 및 기타 합금 분말을 생산하는 데 사용됩니다.

1.1.5 화학적 대체 방법:

화학적 대체 방법은 금속의 활성도를 기반으로 합니다. 활성이 강한 금속은 금속염 용액에서 활성이 적은 금속을 대체하기 위해 사용되며, 대체된 금속(금속 분말)은 다른 방법으로 더 정제됩니다. 이 방법은 주로 Cu, Ag, Au 등과 같은 비활성 금속 분말의 제조에 적용됩니다.

1.2 기계적 방법:

1.2.1 원자화 방법:

분무화 방법은 기계적 분쇄 방법에 속합니다. 액체 상태의 금속이나 합금 및 가치 분말을 직접 분쇄하는 방법입니다. 널리 사용되며 그 규모는 축소 방법에 이어 두 번째입니다. 분무법이라고도하는 분무법은 납, 주석, 알루미늄, 구리, 니켈 및 철과 같은 금속 분말을 생산하는 데 사용할 수 있으며 청동, 황동, 탄소강 및 합금과 같은 합금 분말을 생산하는 데에도 사용할 수 있습니다. 강철.

원자화 방법은 일반적으로 고압 가스, 고압 액체 또는 고속 회전 블레이드를 사용하여 고온 및 고압에서 녹은 금속 또는 합금을 작은 물방울로 부순 다음 수집기에서 응축하여 초미세 금속 분말을 얻습니다. 이 과정에는 화학적 변화가 없습니다. 원자화는 금속 및 합금 분말을 생산하는 주요 방법 중 하나입니다. 이중 흐름 분무화, 원심 분무화, 다단계 분무화, 초음파 분무화 기술, 긴밀한 결합 분무화 기술, 고압 가스 분무화, 층류 분무화, 초음파 긴밀한 결합 분무화 및 고온 가스 분무화와 같은 많은 분무화 방법이 있습니다.

분무 분말은 높은 구형도, 제어 가능한 입자 크기, 낮은 산소 함량, 낮은 생산 비용 및 다양한 금속 분말 생산에 대한 적응성의 장점을 가지고 있습니다. 고성능 및 특수 합금 분말 준비 기술의 주요 개발 방향이되었습니다. 그러나 미립화 방식은 생산 효율이 낮고, 초미세 분말의 수율이 낮으며, 상대적으로 에너지 소모가 크다는 단점이 있다.

1.2.2 기계적 분쇄 방법:

고체 금속의 기계적 분쇄는 독립적인 분쇄 방법이며, 그 메커니즘 발달은 고체 변형 상태 및 분쇄 시 균열의 형성 및 확장과 밀접한 관련이 있습니다. 동시에 일부 밀링 방법에는 없어서는 안 될 보완 공정이기도 합니다. 예를 들어, 전기 분해를 분쇄하여 얻은 단단하고 부서지기 쉬운 음극 침전물, 분쇄 환원을 통해 얻은 해면상 금속 블록 등이 있습니다. 따라서 기계적 분쇄 방법은 분말 생산에서 중요한 역할을 합니다.

재료의 다양한 특성과 필요한 연삭 정밀도로 인해 연삭 방법도 다릅니다. 외력을 가하는 다양한 방법에 따라 재료 파쇄는 일반적으로 압출, 충격, 연삭 및 분할에 의해 수행되며 다양한 파쇄 장비의 작동 원리는 주로 이러한 원리에 기반합니다.

그 중 볼 밀링 방식은 크게 롤링 볼 방식과 진동 볼 밀링 방식으로 나뉩니다. 이 방법은 다양한 변형 속도에서 변형으로 인해 금속 입자가 부서지고 미세화되는 메커니즘을 활용합니다. 그것은 재료에 대한 낮은 선택성, 연속 작업, 높은 생산 효율, 건식 및 습식 분쇄에 적합하고 다양한 금속 및 합금의 분말 준비에 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 단점은 분말을 준비하는 과정에서 등급을 매기기 어렵다는 것입니다.

1.2.3 연삭 방법:

분쇄 방법은 특수 노즐을 통과한 후 분쇄 영역에 압축 가스를 분사하여 분쇄 영역의 재료를 서로 충돌시켜 분말로 만드는 것입니다. 공기 팽창 후 재료는 분류 영역으로 올라가고 필요한 입자 크기를 가진 재료는 터빈 분류기에 의해 분리됩니다. 남은 거친 분말은 분쇄 영역으로 돌아가서 필요한 입자 크기가 분리될 때까지 분쇄를 계속합니다. 분쇄 방식은 건식 방식으로 생산되기 때문에 재료의 탈수, 건조 및 기타 공정이 생략됩니다. 그 제품은 고순도, 고활성, 우수한 분산성, 미세한 입자 크기 및 좁은 분포, 매끄러운 입자 표면을 가지고 있습니다. 그것은 비금속, 화학 원료, 안료, 연마제, 건강 관리 약물 및 기타 산업의 초미세 연삭에 널리 사용됩니다. 그러나 그라인딩 방식은 장비 제작 비용이 높다는 단점도 가지고 있다. 금속 분말의 생산 공정에서 연속적인 불활성 가스 또는 질소를 압축 가스 공급원으로 사용해야 합니다. 가스 소비량이 크며 부서지기 쉬운 금속 및 합금의 분쇄 및 분쇄에만 적합합니다.