Здавалка
Главная | Обратная связь

Получение порошков.



Пермский национальный исследовательский

Политехнический университет

Аэрокосмический факультет

 

Кафедра “Технология, конструирование и автоматизация в специальном машиностроении”

 

 

РЕФЕРАТ

 

<<ПРОИЗВОДСТВО ПОРОШКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ И КОМПОНЕНТОВ НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИОННХ МАТЕРИАЛОВ>>

По дисциплине ОПД.Б.3-Б:

 

<<ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В МАШИНОСТРОЕНИИ>>

Составил: студент группы ТКА-11 Соколов В. И. ______

Принял: преподаватель Ярушин С.Г.

 

_______ _______

Дата оценка

 

 

Пермь, 2012г

Способы получения порошковых материалов.

Получение порошков.

Существует несколько способов получения металлических порошков. Физические, химические и технологические свойства порошков, форма частиц зависит от способа их производства. Вот основные промышленные способы изготовления металлических порошков:

1. Механические способы.

2. Восстановление руды или окалины.

3. Электролитический метод.

4. Использование сильного тока приложенного к стержню металла в вакууме.

В промышленных условиях специальные порошки получают также осаждением, науглероживанием, термической диссоциацией летучих соединений (карбонильный метод) и другими способами.

 

К механическим методам получения порошков относятся: измельчение металлов или сплавов в шаровых, вибрационных и вихревых мельницах, распыление металлов и сплавов в жидком состоянии.

Шаровая мельница состоит из стального барабана 1, в который загружаются размалывающие шары (стальные, чугунные или изготовленные из твердых сплавов) и обрабатываемый материал 2. Коэффициент заполнения барабана шихтой и шарами составляет 0,4...0,5. При вращении барабана шары поднимаются в направлении этого вращения, а затем падают или скатываются вниз и дробят материал. Для облегчения размола его производят при низких температурах с введением поверхностно-активных веществ, создающих расклинивающие усилия в микротрещинах частиц. Частицы порошка, полученные размолом, имеют вид неправильных многогранников, листочков или завитков размером 0,1...3 мм.

.


Вихревая мельница состоит из кожуха 1, в котором с частотой 3000 об/мин вращаются в противоположных направлениях пропеллеры 2. Материал, загруженный в бункер, захватывается воздушными потоками и дробится при соударении частиц на более мелкие частицы. Процесс протекает более интенсивно, чем в шаровых мельницах. Получающиеся частицы порошка размером 50...200 мкм имеют тарельчатую форму.

 

Работа вибромельницы основана на воздействии на измельчаемый материал стальных шаров и цилиндров при совершении барабаном круговых колебаний высокой частоты. Процесс отличается большой производительностью и применяется для производства тонких порошков из малопластичных материалов (твердых сплавов, оксидов металлов и др.).

Вибрационная мельница: 1 — электродвигатель; 2 — эластичная муфта; 3 — вал с дебалансом; 4 — барабан; 5 — пружины.

 

Недостатками механических методов получения порошков является загрязнение продуктами истирания шаров и барабана, их высокая стоимость и относительно низкая производительность процессов.

 

Центробежное распыление расплава. Большое промышленное при­менение получили две принципиальные схемы центро­бежного распыления, имеющие множество раз­личных вариантов. В соответствии с первой из них рас­плав распыляется в момент его формирования на торце вращающегося электрода действием электрической дуги, электронного луча, струи плазмы и других источников энергии. По первому из этих вариантов электрическая дуга, горящая между неплавящимся (нерасходуемым) и вращающимся (расходуемым) электродами, оплавляет торец второго из них. Так как частота вращения расходу­емого электрода высока (от 2000 до 20000 мин), обра­зовавшаяся на торце пленка расплава толщиной 10— 30 мкм под действием центробежных сил перемещается к его периферии и срывается с его кромки в виде частиц-капель.

 

По второй принципиальной схеме расплавление металла производят автономно, вне зоны распыления.

Существуют так называемые бесконтактные методы распыления расплава с использованием мощных импуль­сов тока, пропускаемых по твердому или жидкому про­воднику, или электромагнитных полей, воздействующих на расплав.

 

Распыление потоком энергоносителя.Этот способ имеет высокую производительность и небольшие затраты.Процесс распыления: газ под большим давлением подается через сопла, располагающиеся вокруг сопла с расплавом. В результате взаимодействия струя металла распыляется на капли которые охлаждаются во время полета.

 

 

Метод грануляции состоит в том, что расплавленный металл льют в жидкость. Частицы порошка, полученного этим способом, имеют размер 0,05...0,35 мм и форму, близкую к сферической. Одним из физико-химических методов получения порошков является восстановление оксидов и других соединений металлов.

 

Восстановление в газовой фазе эффективно для получения нанопорошков тугоплавких и переходных металлов и проводится водородом или газообразными водородсодержащими соединениями при температуре до 230 ºС. Достоинствами метода являются низкое содержание примесей и узкое распределение частиц порошков по размерам. Этот же метод, но с восстановлением металла из твердой фазы, применяют для получения металлических катализаторов. При этом пористый материал (силикагель, цеолит и т. д.) пропитывается истинным или коллоидным раствором гидроксида или другого соединения требуемого металла; затем пропитанный пористый носитель сушат и прокаливают в токе водорода для восстановления осажденных частиц до металла. В результате в порах носителя образуются каталитически активные мелкие металлические частицы. Нагреванием композита гидроксида никеля и ортокремневой кислоты при температуре 450—750 ºС в токе водорода получают стабилизированные наночастицы Ni размером от 5—10 нм (при температуре 550 ºС) до 15—25 нм (при температуре 750 ºС).

Восстановление металлов в жидкой фазе проводится при температуре до 130 ºС в водных и до 230 ºС в неводных средах, и, по существу, является получением коллоидных наночастиц. В качестве восстановителей в этом случае применяют гидразин, тетрагидробораты щелочных металлов, азотоводородные и боразотоводородные соединения, гипофосфит, цитрат натрия, формальдегид, гидрохинон, ментол, спирты и др. вещества. Для предотвращения агломерации нанопорошков в жидкую среду вводят защитные коллоиды и стабилизаторы (желатин, крахмал, поливиниловый спирт, пиридин, фенантролин и др.). Размер получаемых коллоидных наночастиц не превышает 10—15 нм.

 

 







©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.