冶金新技术的应用领域及展望

冶金新技术的应用领域及展望

摘要:文章主要介绍了粉末冶金技术、等离子表面冶金技术及生物冶金技术的类型、特点及基本原理,阐述了其应用领域,并展望了冶金新技术应用前景。

关键词:粉末冶金;等离子冶金;生物冶金

材料是人类用以制成用于生活和生产的物品、器件、构件、机器及其它产品的物质,是人类赖以生存和发展的物质基础。然而随着高科技领域的不断发展,对所用材料性能的要求越来越高。如在高温结构材料中,要求材料具有比重低、较高的使用温度、高温强度等。在进入21世纪后,机械工程结构向巨型化、高参量方向发展,这就要求钢铁材料,如超大型船舶与海洋平台、大跨度桥梁、长距离石油和天然气输送管线等具有高的强度与良好的低温冲击韧性。因而,为了提高材料的性能,降低生产成本,冶金技术的发展无疑具有重要的科学意义和实用价值。文章主要介绍了粉末冶金、等离子表面冶金及生物冶金技术,阐述了冶金技术的应用领域。

1几种冶金新技术

1.1粉末冶金

粉末冶金是一项集材料制备与零件成形于一体,节能、节材、高效、最终成形、少污染的先进制造技术,在材料和零件制造业中具有不可替代的地位和作用。粉末冶金正向着高致密化、高性能化、低成本方向发展。主要包括以下几种技术:

①温压技术。温压技术是粉末冶金领域近几年发展起来的一项新技术,具有非常广泛的应用前景。温压技术就是采用特制的粉末加温、粉末输送和模具加热系统,将加有特殊润滑剂的预合金粉末和模具等加热至130～150℃,并将温度波动控制在±2.5℃以内,然后进行压制、烧结而制得粉末冶金零件的技术。

②流动温压技术。流动温压技术是在粉末压制、温压成形工艺的基础上,结合了金属粉末注射成形工艺的优点而提出来的一种新型粉末冶金零部件成形技术。其关键是提高混合粉末的流动性,进而提高填充能力和成形性,从而可在80～130℃下,在传统压机上精密成形具有复杂几何外形的零件,如带有与压制方向垂直的凹槽、孔和螺纹孔等零件,而不需要二次机加工。

1.2等离子表面冶金

等离子表面冶金是在热喷涂、堆焊、激光熔覆等表面技术基础上发展起来的一种新的表面涂层技术。主要包括以下两种类型。

①低温等离子表面冶金。低温等离子体通常是由气体放电产生的。其作用机制可以归结为粒子的非弹性碰撞。等离子体中载能电子与气体分子(原子)发生非弹性碰撞,将能量转换成基态分子(原子)的内能,发生激发、离解和电离等一系列过程,使气体处于活化状态。

②双辉等离子表面冶金。双层辉光离子渗金属技术是在离子氮化技术基础上发展起来的等离子表面冶金新技术。其原理是利用双层辉光放电现象,在离子氮化装置中增加一个渗合金元素构成的源极。该源极和阳极之间设有直流电源并使其间产生辉光放电。利用辉光放电所形成的氩离子,轰击源极材料,从而使台金元素被溅射出来,经沉积和扩散而使工件表面形成具有特殊物理化学性能的合金层。

1.3生物冶金

又称生物浸出技术,通常指矿石的细菌氧化或生物氧化,由自然界存在的微生物进行,即指在相关微生物存在时,由于微生物的催化氧化作用,将矿物中有价金属以离子形式溶解到浸出液中加以回收,或将矿物中有害元素溶解并除去的方法。21世纪是生物技术的世纪,生物技术的发展与进步必将影响人类活动的各个领域,对冶金自然会有进一步的渗透和影响。生物冶金技术为人类解决当今世界所面临的矿产资源和环境保护等诸多重大问题提供了有力的手段,显示出难以估计的巨大潜力。

2结语

信息、能源、材料是21世纪的三大产业支柱,从中我们可以清楚的认识到材料在人类社会发展中占有举足轻重的地位。高科技领域的发展与材料各方面性能密切相关,这就极大的促进了冶金技术的发展。冶金技术的成熟与发展正在发挥着巨大的作用,显示出巨大的潜力和广阔的前景,将对人类的进步将产生深远的影响。

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