روش های تولید پودر فلزات

روشی جدید برای تهیه پودر فلزات:در این روش مذاب فلز , با پودر سرامیکی که قابلیت ترشوندگی نداشته باشد مخلوط و سپس تبدیل به قطراتی می شود و این قطرات در هنگام انجماد به دلیل نیروهای کشش سطحی به شکل کروی در می آیند که به کمک سرند و جدا شدن پودر سرامیک , پودر فلزی باقی می ماند.مزایای پودر حاصل از این روش در مقایسه با دیگر روش های مرسوم در دنیا افزونتر استدر این روش به علت استفاده نکردن از گاز پرانرژی , تخلخل در پودر بوجود نمی آید که این امر سبب بهبود خواص مکانیکی قطعات تولیدی خواهد شد.ارزان بودن این روش در مقایسه با روش اتمیزه کردن مزیت مهم تهیه پودر فلزات است و در این روش با کنترل سرعت سرد شدن , می توان شکل پودرها را از حالت نامنظم به حالت کروی تبدیل کرد که این انعطاف پذیری در تولید پودرهای اتمیزه شده وجود ندارد.هم اکنون پودر فلزات از روش های مختلف و گران قیمتی همچون اتمیزه کردن گازی و تجزیه شیمیایی بدست می آید.مصرف پودر فلزات در صنایع مختلفی از جمله متالوژی پودر برای تولید قطعات فلزی , صنایع شیمیایی به عنوان کاتالیزور , صنایع رنگ سازی به عنوان یک افزاینده برای تولید رنگ های متالیک و همچنین برای پوشش دادن فلزات بکار می رود.1- روش احیای اکسید های فلزیاین فرایند بیشتر در مورد تولید پودر آهن ،مس ، تنگستنو مولیبدن به کار می رود.ذرات پودر تولیدی این روش اساسا" دارای خلل و فرج زیاد و به این دلیل ،قابلیت تراکم پذیری این پودر های خوب است. عمل احیا معمولا" توسط هیدروژن ، منواکسیدکربن و یا کربن صورت می گیرد.مواد اولیه در خواص پودر نقش مهمی دارند.در کشورهایی که دارای سنگ معدن آهن با عیار بالاییهستند پودر آهن را در مقیاس بالا با این روش تولید می کنند.2- روش تجزیه حرارتی کربنیل های فلزیدر این فرایند ابتدا منوکسید کربن را از روی فلز اسفنجی یا براده آهن عبور می دهند.این کار در حرارت( 270-200) درجه سانتی گراد و فشار معین (تا 200اتمسفر) انجام می گیرد تا کربنیل فلزی ایجاد گردد.این فرایند در مورد تهیه پودر نیکل و آهن بیشتر به کار می رود .Fe+5co ↔ Fe (co)5Ni +4co ↔Ni (co)4هر دو کربنیل به وجود آمده در درجه حرارت اتاق مایع است. کربنیل آهن در 103درجه سانتی گراد و کربنیل نیکل در 43 درجه به وجود می آیند .در شرایط اتمسفر محیط ، کربنیلرا حرارت می دهند تا به جوش آیند و گازهای تولیدی از محیط خارج شده،در اثر تجزیه پودر آهن یا نیکل باقی می ماند. این پودر ممکن است مرحله آسیاب کردن را نیز داشته باشد . پودرهای تولیدی با این روش ازدرجه خلوص بالایی برخوردار هستند .در مورد آهن اندازه ذرات بسیار ریز و شکل ان نیزکروی است. در مورد نیکل ،شکل ذرات بی قاعده و متخلخل و اندازه ذرات نیز ریز است.تولید آن به صورت تجاری با این روش انجام می گیرد.3- روش رسوب الکترولیتی از نمک ها یا محلول های فلزیتعدادی از پودر های فلزی به وسیله رسوب از نمک های محلول خود و یا هیدروکسیدها،کربنات ها و یا اگزالات های خود تهیه می گردند .در این ترکیبا ت به فلزات یا اکسید های فلزی به همراه گازه هایی تبدیل می گردند.دی اکسید اورانیم،پلاتین،سلنیم،نقره و نیکل به این روش به پودرتبدیل می شوند.4- روش تجزیه هیدرید های فلزیدر این روش ،فلزات مورد نظر را به صورت ورقه های نازک تهیه کرده ،آن ها را در حضور هیدروژن حرارت می دهند و هیدرید فلزی تولید می نمایند.سپس این هیدریدهای فلزی که ترد نیستندآسیاب ،و به پودر تبدیل می کنند.پودر هیدرید های فلزی را سپس حرارت های زیاد و تحت خلاء دی هیدروره می کنند و محصول را دوباره آسیاب کرده ،به این ترتیب پودر فلزی به دست می آید.این فرایند برای تولید تیتانیوم و زیرکونیوم استفاده می گردد.5- روش تجزیه ترمیتدر این فرایند اکسید فلزی را با پودر یک فلز دیگر در اثر حرارت تجزیه کرده فلز مورد نظر را به صورت پودر به دست می آورند.در حالت دیگر به جای پودر فلز برای احیا از هیدرید فلز استفاده می شود.مثالی از این فرایند ،احیای تی اکسید کروم به وسیله منیزیم است. احیای دی اکسیداورانیم با کلسیم نیز مثالی دیگر از کاربرد این روش است.روش های شیمیایی تولید پودر های فلزی :در روش های شیمیایی ،خواص پودر های فلزی قابلیت تغییر خوبی دارند ،تنوع زیاد متغیرها و عوامل تولید در این روش های ،موجب کنترل دقیق اندازه و شکل ذرات پودر می گردد.1- روش احیای اکسید های فلزیاین فرایند بیشتر در مورد تولید پودر آهن ،مس ، تنگستنو مولیبدن به کار می رود.ذرات پودر تولیدی این روش اساسا" دارای خلل و فرج زیاد و به این دلیل ،قابلیت تراکم پذیری این پودر های خوب است. عمل احیا معمولا" توسط هیدروژن ، منواکسیدکربن و یا کربن صورت می گیرد.مواد اولیه در خواص پودر نقش مهمی دارند.در کشورهایی که دارای سنگ معدن آهن با عیار بالاییهستند پودر آهن را در مقیاس بالا با این روش تولید می کنند.2- روش تجزیه حرارتی کربنیل های فلزیدر این فرایند ابتدا منوکسید کربن را از روی فلز اسفنجی یا براده آهن عبور می دهند.این کار در حرارت( 270-200) درجه سانتی گراد و فشار معین (تا 200اتمسفر) انجام می گیرد تا کربنیل فلزی ایجاد گردد.این فرایند در مورد تهیه پودر نیکل و آهن بیشتر به کار می رود .Fe+5co ↔ Fe (co)5Ni +4co ↔Ni (co)4هر دو کربنیل به وجود آمده در درجه حرارت اتاق مایع است. کربنیل آهن در 103درجه سانتی گراد و کربنیل نیکل در 43 درجه به وجود می آیند .در شرایط اتمسفر محیط ، کربنیلرا حرارت می دهند تا به جوش آیند و گازهای تولیدی از محیط خارج شده،در اثر تجزیه پودر آهن یا نیکل باقی می ماند. این پودر ممکن است مرحله آسیاب کردن را نیز داشته باشد . پودرهای تولیدی با این روش ازدرجه خلوص بالایی برخوردار هستند .در مورد آهن اندازه ذرات بسیار ریز و شکل ان نیزکروی است. در مورد نیکل ،شکل ذرات بی قاعده و متخلخل و اندازه ذرات نیز ریز است.تولید آن به صورت تجاری با این روش انجام می گیرد.3- روش رسوب الکترولیتی از نمک ها یا محلول های فلزیتعدادی از پودر های فلزی به وسیله رسوب از نمک های محلول خود و یا هیدروکسیدها،کربنات ها و یا اگزالات های خود تهیه می گردند .در این ترکیبا ت به فلزات یا اکسید های فلزی به همراه گازه هایی تبدیل می گردند.دی اکسید اورانیم،پلاتین،سلنیم،نقره و نیکل به این روش به پودرتبدیل می شوند.4- روش تجزیه هیدرید های فلزیدر این روش ،فلزات مورد نظر را به صورت ورقه های نازک تهیه کرده ،آن ها را در حضور هیدروژن حرارت می دهند و هیدرید فلزی تولید می نمایند.سپس این هیدریدهای فلزی که ترد نیستندآسیاب ،و به پودر تبدیل می کنند.پودر هیدرید های فلزی را سپس حرارت های زیاد و تحت خلاء دی هیدروره می کنند و محصول را دوباره آسیاب کرده ،به این ترتیب پودر فلزی به دست می آید.این فرایند برای تولید تیتانیوم و زیرکونیوم استفاده می گردد.5- روش تجزیه ترمیتدر این فرایند اکسید فلزی را با پودر یک فلز دیگر در اثر حرارت تجزیه کرده فلز مورد نظر را به صورت پودر به دست می آورند.در حالت دیگر به جای پودر فلز برای احیا از هیدرید فلز استفاده می شود.مثالی از این فرایند ،احیای تی اکسید کروم به وسیله منیزیم است. احیای دی اکسیداورانیم با کلسیم نیز مثالی دیگر از کاربرد این روش است.روش های شیمیایی تولید پودر های فلزی :در روش های شیمیایی ،خواص پودر های فلزی قابلیت تغییر خوبی دارند ،تنوع زیاد متغیرها و عوامل تولید در این روش های ،موجب کنترل دقیق اندازه و شکل ذرات پودر می گردد