ГЛАВА I. ДИСПЕРСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОРОШКОВ

 Главная      Учебники - Производство     Порошковое материаловедение

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  1  2  3  4  5  6  7 

 

 

ГЛАВА I. ДИСПЕРСНОЕ СОСТОЯНИЕ ПОРОШКОВ

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.