В соответствии с работой [13] порошок представляет собой совокупность
находящихся в соприкосновении индивидуальных твердых тел (или их
агрегатов) небольших размеров (от 0,DD1 до 1000 мкм). Диапазон размеров
частиц в порошковой технологии довольно велик и составляет шесть
порядков - менее 0,001 мкм начинаются уже атомные категории, частицы с
размерами около 1000 мкм и более принято называть гранулами. К
порошковой технологии примыкает получение изделий из волокна, для
которого небольшие размеры рассматриваются только в двух измерениях.
Как правило, порошки, пригодные для дальнейшего применения в
металлических и нетрадиционных керамических материалах, в природе не
встречаются. Методы получения этих порошков весьма разнообразны.
Некоторые из них применительно к порошковой металлургии приведены в
табл. 1. Условно принято делить методы получения порошков на
физико-химические и механические. К первым относится восстановление,
диссоциация, синтез, электролиз, испарение, т.е. процессы, в результате
которых получение порошков сопровождается изменением химического состава
исходного сырья или его агрегатного состояния. Для механических методов
характерно измельчение исходного сырья в порошок без изменения
химического состава путем дробления, размола, истирания твердых тел,
распыления грануляции жидких металлов, сплавов и соединений.
Физико-химические методы в целом более универсальны, механические
методы, в частности распыление, весьма производительны.
Деление методов получения порошков на две группы
весьма условно. Роль физико-химических процессов в механических методах
довольно ощутима, например, при окислении продуктов измельчения или
распыления либо ’’натирание” примесей в условиях интенсивного размола
(последнее используется при механическом легировании -получении
легированных порошков путем совместного размола компонентов). В то же
время многие физико-химические методы в качестве заключительной операции
содержат механическое измельчение. Феноменологически физико-химические
методы могут быть проанализированы как химические реакции в рамках
термодинамического подхода, а механические методы могут быть описаны на
энергетической основе.
Большим разнообразием характеризуются также методы получения оксидных
порошков - твердофазный синтез, термическое разложение, совместное
осаждение, криохимические приемы и др. [3, 14].
Методом получения обусловлены размеры и морфология частиц, химический
состав, физические, физико-химические свойства порошков, их поведение
при прессовании и спекании. Многие из порошков металлов, сплавов,
соединений могут быть получены несколькими методами и при выборе
оптимального метода решающую роль играют два фактора: удовлетворение
требований, предъявляемых к готовому изделию, и экономические
соображения.
Богатство разнообразных по своей природе методов получения,
обеспечивающих изготовление практически любых порошков с широким
диапазоном форм и размеров частиц, - это одно из преимуществ порошковой
технологии, которое делает ее весьма гибкой и универсальной при создании
новых материалов [1,14].
Существенным отличием дисперсного состояния материала от компактных тел
является наличие избыточной поверхностной энергии, что связано с большой
поверхностью порошков. При малых размерах частиц порошков (примерно «£
0,01 мкм) начинают
проявляться аномалии в физических свойствах [13]. Свои особенности по
сравнению с компактными материалами имеет и коллективное поведение
ансамбля порошинок как своеобразного малосвязанного тела, занимающего
промежуточное положение между жидкими и твердыми телами. Кроме
отмеченных специфических характеристик дисперсного состояния, можно еще
указать на повышенное содержание примесей, токсичность,
воспламеняемость, дефектность кристаллической структуры и др. - все это
обусловливает необходимость тщательного анализа особенностей дисперсного
состояния при изложении проблем порошкового материаловедения.
Обычно свойства порошков принято подразделять на физические, химические
и технологические. Однако для более полной характеристики целесообразно
рассматривать также физико-химические и аутогезионные характеристики,
т.е. информацию, например, о диаграммах состояния с участием малых
частиц или данные о параметрах внутреннего трения сыпучих тел.