首页 . 工学 . 材料科学与工程 . 金属材料 . 粉末冶金 . 粉末

气相制粉法

/gas phase process/
条目作者路新

路新

最后更新 2022-12-23
浏览 118
最后更新 2022-12-23
浏览 118
0 意见反馈 条目引用

直接利用气体,或者通过各种手段将物质转变为气体,使之在气体状态下发生物理变化或者化学反应,最后在冷却过程中凝聚长大形成粉体的方法。

英文名称
gas phase process
所属学科
材料科学与工程

气相制粉法反应速度快,能够实现连续化生产,制备粉末纯度高、比表面积大、结晶度高、粒径分布均匀可控,可用于超细金属、合金、陶瓷或复合粉体的制备。气相反应在高温下瞬间完成,要求反应物料在极短时间内达到微观均匀混合,对反应器要求较高。典型的气相制粉法可包括化学气相沉积法(CVD)、蒸发冷凝法、羰基物热离解法、气相还原法等。

①化学气相沉积法(CVD),以挥发性的金属卤化物、氢化物或有机金属化合物等物质的蒸气为原料,通过化学气相反应合成所需粉末。可以是单一化合物的热分解,也可以是两种及以上物质之间的气相反应。采用的加热方式可为电阻加热、等离子、激光、火焰等。该方法适用性最广,可用于制备金属粉体,以及硅化物、碳化物、硼化物、氮化物等化合物粉体材料,设备成本较低,能够实现连续化生产。化学气相沉积法制粉具有以下特点:可以在比材料熔点低的温度下进行材料合成,对两种以上元素构成的材料可以调整材料成分,可以控制材料形状(球状、纤维);粉末粒度一般可从微米级到亚微米级,在某些条件下可以达到纳米级。此外,还具有可控制晶体结构、合成亚稳定态新材料等特点。

②蒸发冷凝法,在低压氩、氦等惰性气体中加热金属,使其蒸发后快速冷凝形成粉体颗粒,其加热方式可以为电阻加热、等离子喷射、高频感应、电子束、激光加热等。该方法是制备超细金属粉末最为直接有效的方法,但仅适用于制备熔点较低、成分单一的物质,如铝、镁、锌、锡、铁、钴、镍、钙、钛、钒、钼等几十种纳米金属粉末。但其制备设备复杂、成本较高、粉末产量较低。

③羰基物热离解法,简称羰基法,利用金属能与一氧化碳生成羰基化合物,在一定条件下(温度、压力),气相羰基化合物离解制备得到金属粉末。工业生产中多用于制备羰基镍粉和羰基铁粉。如同时离解几种羰基化合物,还可制取合金粉末,如羰基Fe-Ni、Fe-Co、Ni-Co合金粉;也可制取包覆粉末,如镍包覆铝粉末、镍包覆碳化硅粉末等。羰基法制备粉末纯度高、粒度较细,一般在3微米左右,但成本较高,金属羰基化合物挥发会有不同程度毒性,生产中必须采取严密防护措施。

④气相还原法,包括气相氢还原法和气相金属热还原法。气相氢还原法是利用氢还原气态金属卤化物(主要是氯化物)制备金属粉末的方法。广泛用于制取镍、铜、钨、钼、钴、铁等金属粉末,也可制取部分合金粉末和包覆粉末。气相金属热还原法一般采用钠、钙、镁等做金属还原剂还原金属氧化物或卤化物,主要用于制取稀有金属粉末,如钽、铌、钛、锆、钍等。

相关条目

阅读历史

    意见反馈

    提 交

    感谢您的反馈

    我们会尽快处理您的反馈!
    您可以进入个人中心的反馈栏目查看反馈详情。
    谢谢!