Una panoramica sulla polvere di metallo

Definizione

Per polvere di metallo si intende il gruppo di particelle metalliche di dimensioni inferiori a 1 mm, tra cui polvere metallica singola, polvere di lega e alcuni composti refrattari con proprietà metalliche. È la principale materia prima della metallurgia delle polveri.

Storia dello sviluppo

La preparazione e l'applicazione della polvere metallica hanno una lunga storia. Nell'antichità, l'oro, l'argento, il rame, il bronzo e alcune polveri di ossido venivano utilizzati come rivestimenti per la colorazione e la decorazione di ceramiche, gioielli e altri utensili. All'inizio del XX secolo, l'americano W.D.Coolidge utilizzò il metodo della riduzione dell'ossido di tungsteno con l'idrogeno per produrre polvere di tungsteno per la fabbricazione di fili di tungsteno, che fu l'inizio della moderna produzione di polvere metallica. In seguito, rame, cobalto, nichel, ferro, carburo di tungsteno e altre polveri sono state preparate con il metodo della riduzione chimica, che ha promosso lo sviluppo dei primi prodotti della metallurgia delle polveri (cuscinetti porosi per l'olio, filtri porosi, carburo cementato, ecc.

All'inizio degli anni '30, fece la sua comparsa l'atomizzazione del metallo fuso. Questo metodo fu inizialmente utilizzato per produrre polveri di metalli a bassa fusione come stagno, piombo e alluminio. All'inizio degli anni '40, si è trasformato in un metodo di atomizzazione ad aria ad alta pressione per la produzione di polveri di ferro. Negli anni '50, l'atomizzazione ad acqua ad alta pressione è stata utilizzata per produrre acciaio legato e varie polveri di lega. Negli anni '60, sono stati sviluppati diversi metodi di atomizzazione per produrre polveri altamente legate, che hanno promosso lo sviluppo di prodotti di metallurgia delle polveri ad alte prestazioni. Dagli anni '70, sono emersi diversi metodi di reazione fisica e chimica delle fasi gassose e liquide per preparare polveri di rivestimento e polveri ultrafini con importanti applicazioni.

Classificazione dei prodotti

Polvere di ferro, polvere di zinco, polvere d'argento, polvere di rame, polvere di nichel, polvere di selenio, polvere di alluminio, pasta d'argento di alluminio, polvere di lega, polvere di tungsteno, polvere di molibdeno, polvere di cobalto, polvere di biossido di titanio, polvere di tantalio, polvere di stagno, polvere di piombo, altre polveri metalliche.

Prestazioni principali

La polvere di metallo è un tipo di materiale sciolto le cui proprietà riflettono le proprietà del metallo stesso, le proprietà delle singole particelle e le proprietà dei gruppi di particelle.

In generale, le proprietà della polvere di metallo si dividono in proprietà chimiche, proprietà fisiche e proprietà tecnologiche. Le proprietà chimiche si riferiscono al contenuto di metallo e di impurità, mentre le proprietà fisiche comprendono la dimensione media delle particelle e la distribuzione granulometrica della polvere, la superficie specifica e la densità reale della polvere, la forma delle particelle, la morfologia superficiale e la microstruttura interna. La prestazione tecnologica è una prestazione completa, che comprende la fluidità della polvere, la densità di massa, la densità di vibrazione, la comprimibilità, la formabilità e le variazioni dimensionali di sinterizzazione.

Le proprietà delle polveri metalliche sono in gran parte determinate dal metodo di produzione delle polveri e dal processo di preparazione. Le proprietà di base delle polveri possono essere determinate con specifici metodi di prova standard. Esistono molti metodi per determinare la dimensione e la distribuzione delle particelle delle polveri, come il metodo di analisi al setaccio (>44μm), il metodo di analisi per sedimentazione (0,5～100μm), il metodo a trasmissione di gas, la microscopia, ecc. Le polveri ultrafini (<0,5μm) sono state determinate mediante microscopia elettronica e scattering a raggi X a piccolo angolo. La polvere metallica viene abitualmente suddivisa in cinque gradi: polvere grossolana, polvere media, polvere fine, polvere fine e polvere ultrafine.

Metodi di preparazione

In generale, può essere suddiviso in metodo meccanico e metodo fisico-chimico in base al principio di trasformazione, che può essere raffinato direttamente da metalli solidi, liquidi e gassosi, e può essere ottenuto da composti metallici in diversi stati attraverso la riduzione, la pirolisi e l'elettrolisi. Carburi, nitruri, boruri e siliciuri di metalli refrattari possono essere preparati direttamente per sintesi chimica o per sintesi chimica riduttiva. A causa dei diversi metodi di preparazione, la forma, la struttura e la dimensione delle particelle della stessa polvere variano spesso notevolmente.

I metodi di preparazione della polvere metallica includono la riduzione, l'elettrolisi, la polverizzazione meccanica, il carbonile, il metodo chimico diretto, ecc.

Principali applicazioni

* Polvere di ferro per barre di saldatura e processi di taglio alla fiamma;

* Polvere di alluminio superfine utilizzata per il combustibile solido dei razzi;

* Polvere di nichel, ferro e cobalto utilizzata come catalizzatore;

* Polveri magnetiche, come le polveri di leghe di ferro, utilizzate in frizioni, nastri e fotocopiatrici;

* Polveri di alluminio, magnesio e ferro utilizzate come disossidanti, reagenti chimici, riduttori termici di metalli, agenti di sostituzione, ecc;

* Polvere di ferro e rame per la deposizione elettrochimica dei metalli.