روش های تولید پودر فلزات

مزایای پودر حاصل از این روش در مقایسه با دیگر روش های مرسوم در دنیا افزونتر است  در این روش به علت استفاده نكردن از گاز پرانرژی , تخلخل در پودر بوجود نمی آید كه این امر سبب بهبود خواص مكانیكی قطعات تولیدی خواهد شد.

ارزان بودن این روش در مقایسه با روش اتمیزه كردن مزیت مهم تهیه پودر فلزات است و در این روش با كنترل سرعت سرد شدن , می توان شكل پودرها را از حالت نامنظم به حالت كروی تبدیل كرد كه این انعطاف پذیری در تولید پودرهای اتمیزه شده وجود ندارد.

هم اكنون پودر فلزات از روش های مختلف و گران قیمتی همچون اتمیزه كردن 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 كاتالیزور , صنایع رنگ سازی به عنوان یك افزاینده برای تولید رنگ های متالیك و همچنین برای پوشش دادن فلزات بكار می رود.

1- روش احیای اكسید های فلزی

این فرایند بیشتر در مورد تولید پودر آهن ،مس ، تنگستن  و مولیبدن به كار می رود.ذرات پودر تولیدی این روش اساسا" دارای خلل و فرج زیاد و به این دلیل ،قابلیت تراكم پذیری این پودر های خوب است. عمل احیا معمولا" توسط هیدروژن ، منواكسیدكربن و یا كربن صورت می گیرد.مواد اولیه در خواص پودر نقش مهمی دارند.در كشورهایی كه دارای سنگ معدن آهن با عیار بالایی  هستند پودر آهن را در مقیاس بالا با این روش تولید می كنند.

2- روش تجزیه حرارتی كربنیل های فلزی

در این فرایند ابتدا منوكسید كربن را از روی فلز اسفنجی یا براده آهن عبور می دهند.این كار در حرارت( 270-200) درجه سانتی گراد و فشار معین (تا 200  اتمسفر) انجام می گیرد تا كربنیل فلزی ایجاد گردد.این فرایند در مورد تهیه پودر نیكل و آهن بیشتر به كار می رود .

Fe+5co ↔ Fe (co)5

Ni +4co ↔Ni (co)4

هر دو كربنیل به وجود آمده در درجه حرارت اتاق مایع است. كربنیل آهن در 103درجه سانتی گراد و كربنیل نیكل در 43 درجه به وجود می آیند .در شرایط اتمسفر محیط ، كربنیل  را حرارت می دهند تا به جوش آیند و گازهای تولیدی از محیط خارج شده،در اثر تجزیه پودر آهن یا نیكل باقی می ماند. این پودر ممكن است مرحله آسیاب كردن را نیز داشته باشد . پودرهای تولیدی با این روش ازدرجه خلوص بالایی برخوردار هستند .در مورد آهن اندازه ذرات بسیار ریز و شكل ان نیزكروی است. در مورد نیكل ،شكل ذرات بی قاعده و متخلخل و اندازه ذرات نیز ریز است.تولید آن به صورت تجاری با این روش انجام می گیرد.

-۳ روش رسوب الكترولیتی از نمك ها یا محلول های فلزی

تعدادی از پودر های فلزی به وسیله رسوب از نمك های محلول خود و یا هیدروكسیدها،كربنات ها و یا اگزالات پودرتهای خود تهیه می گردند .در این تركیبا ت به فلزات یا اكسید های فلزی به همراه گازه هایی تبدیل می گردند.

به این روش به بدیل می شوند.

4- روش تجزیه هیدرید های فلزیدی اكسید اورانیم،پلاتین،سلنیم،نقره و نیكل

در این روش ،فلزات مورد نظر را به صورت ورقه های نازك تهیه كرده ،آن ها را در حضور هیدروژن حرارت می دهند و هیدرید فلزی تولید می نمایند.سپس این هیدریدهای فلزی كه ترد نیستند  آسیاب ،و به پودر تبدیل می كنند.پودر هیدرید های فلزی را سپس حرارت های زیاد و تحت خلاء دی هیدروره می كنند و محصول را دوباره آسیاب كرده ،به این ترتیب پودر فلزی به دست می آید.این فرایند برای تولید تیتانیوم و زیركونیوم استفاده می گردد.

5- روش تجزیه ترمیت

در این فرایند اكسید فلزی را با پودر یك فلز دیگر در اثر حرارت تجزیه كرده 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 اكسید كروم به وسیله منیزیم است. احیای دی اكسیداورانیم با كلسیم نیز مثالی دیگر از كاربرد 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 كنترل دقیق اندازه و شكل ذرات پودر می گردد.

1- روش احیای اكسید های فلزی

این فرایند بیشتر در مورد تولید پودر آهن ،مس ، تنگستن  و مولیبدن به كار می رود.ذرات پودر تولیدی این روش اساسا" دارای خلل و فرج زیاد و به این دلیل ،قابلیت تراكم پذیری این پودر های خوب است. عمل احیا معمولا" توسط هیدروژن ، منواكسیدكربن و یا كربن صورت می گیرد.مواد اولیه در خواص پودر نقش مهمی دارند.در كشورهایی كه دارای سنگ معدن آهن با عیار بالایی  هستند پودر آهن را در مقیاس بالا با این روش تولید می كنند.

2- روش تجزیه حرارتی كربنیل های فلزی

در این فرایند ابتدا منوكسید كربن را از روی فلز اسفنجی یا براده آهن عبور می دهند.این كار در حرارت( 270-200) درجه سانتی گراد و فشار معین (تا 200  اتمسفر) انجام می گیرد تا كربنیل فلزی ایجاد گردد.این فرایند در مورد تهیه پودر نیكل و آهن بیشتر به كار می رود .

Fe+5co ↔ Fe (co)5

Ni +4co ↔Ni (co)4

هر دو كربنیل به وجود آمده در درجه حرارت اتاق مایع است. كربنیل آهن در 103درجه سانتی گراد و كربنیل نیكل در 43 درجه به وجود می آیند .در شرایط اتمسفر محیط ، كربنیل  را حرارت می دهند تا به جوش آیند و گازهای تولیدی از محیط خارج شده،در اثر تجزیه پودر آهن یا نیكل باقی می ماند. این پودر ممكن است مرحله آسیاب كردن را نیز داشته باشد . پودرهای تولیدی با این روش ازدرجه خلوص بالایی برخوردار هستند .در مورد آهن اندازه ذرات بسیار ریز و شكل ان نیزكروی است. در مورد نیكل ،شكل ذرات بی قاعده و متخلخل و اندازه ذرات نیز ریز است.تولید آن به صورت تجاری با این روش انجام می گیرد.

۳-روش رسوب الکتریکی از نمک محلول ها

تعدادی از پودر های فلزی به وسیله رسوب از نمك های محلول خود و یا هیدروكسیدها،كربنات ها و یا اگزالات های خود تهیه می گردند .در این تركیبا ت به فلزات یا اكسید های فلزی به همراه گازه هایی تبدیل می گردند.

دی اكسید اورانیم،پلاتین،سلنیم،نقره و نیكل به این روش به پودرتبدیل می شوند.

4- روش تجزیه هیدرید های فلزی

در این روش ،فلزات مورد نظر را به صورت ورقه های نازك تهیه كرده ،آن ها را در حضور هیدروژن حرارت می دهند و هیدرید فلزی تولید می نمایند.سپس این هیدریدهای فلزی كه ترد نیستند  آسیاب ،و به پودر تبدیل می كنند.پودر هیدرید های فلزی را سپس حرارت های زیاد و تحت خلاء دی هیدروره می كنند و محصول را دوباره آسیاب كرده ،به این ترتیب پودر فلزی به دست می آید.این فرایند برای تولید تیتانیوم و زیركونیوم استفاده می گردد.

5- روش تجزیه ترمیت

در این فرایند اكسید فلزی را با پودر یك فلز دیگر در اثر حرارت تجزیه كرده 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 اكسید كروم به وسیله منیزیم است. احیای دی اكسیداورانیم با كلسیم نیز مثالی دیگر از كاربرد 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 كنترل دقیق اندازه و شكل ذرات پودر می گردد.