高能球磨优缺点优点

5 粉末冶金
水平气雾化装置
材料加工基础
9
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
材料加工基础
离心雾化装置
10
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
影响雾化粉末性质因素
雾化介质
水 惰性气体
金属液流
表面张力 粘度
过热度 液流直径
雾化装置
惰性气体
水
材料加工基础
11
5.2粉末的制备方法及性能
•+
•-
直流电机
Cu+2+2e-→Cu 阴极
电解槽
• 电解制粉装置
材料加工基础
16
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
• 电解制铜粉工艺
材料加工基础
17
5.2粉末的制备方法及性能
2.粉末性能
（1）颗粒形状
5 粉末冶金
材料加工基础
18
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
材料加工基础
19
材料加工基础
5 粉末冶金
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5.2粉末的制备方法及性能
(1)机械法
高能球磨
5 粉末冶金
材料加工基础
《行星式高能球磨机工作原理研究》 矿冶工程 Vol.17 №4 December 1997
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
高能球磨优缺点
优点：
可得到纯元素、合金或复合材料的纳米 粉末、操作简单、成本低。
缺点：
纯度低、颗粒尺寸分布不均。
材料加工基础
纳米氧化锌粉末 30
5.2粉末的制备方法及性能 机械合金化
5 粉末冶金பைடு நூலகம்
材料加工基础
TEM of TiN Nanoparticles 31
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
(2)物理气相沉积法(PVD) ——Physical Vapor Deposition
填充系数=球体体积/筒体容积 一般取填充系数0.4-0.5
(3)球体与被研磨物比例
一般装料量为筒体积的20% (4)球体直径：10-120mm
材料加工基础
2
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
• 直径5米大型球磨机
材料加工基础
3
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
• 大型球磨机
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
其它粉碎机械
材料加工基础
5
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
材料加工基础
其它粉碎机械
6
5.2粉末的制备方法及性能
(2)雾化法
5 粉末冶金
材料加工基础
Cu,Fe,黄铜
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
材料加工基础
8
5.2粉末的制备方法及性能
(3)还原法
碳还原法(制铁粉) Fe2O3+C→Fe3O4+CO Fe3O4+C→FeO+CO FeO+C→Fe+CO
气体还原法(Fe,Ni,Cu,W)
MXOY+H2→M+ H2O
材料加工基础
5 粉末冶金
12
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
(4)难熔化合物粉末制取
碳化物 MeO+C→MeC+CO
材料加工基础
Cu-Al2O3 NANO COMPOSITE POWDER
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
(4)化学沉淀法
首先配置含可溶性金属离子的盐溶液,然后加入过 量沉淀剂形成不溶性化合物沉淀,生成胶体尺寸 (1～100nm)的颗粒。经分离和干燥可制得纳米粉末。
材料加工基础
14
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
电解过程金属生核可根据下式计算：
N=a+blog(i/C) 其中a、b为常数，C为金属离子浓度，i为电流密度
电解质浓度与电流密度对电解析出物形态的影响
材料加工基础
15
5.2粉末的制备方法及性能
阳极Cu→Cu2++2e-
5 粉末冶金
电解液
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
（2）粒度
筛分法测量粒度,计量单位:目
目=每英寸长度上的网孔数
m 25.4 ad
目数 (mm)
60 100 150 200
筛孔尺寸 （a/mm）
0.246 0.147 0.104 0.07
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
(3)喷雾干燥法
5 粉末冶金
材料加工基础
喷雾干燥制粉原理
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
材料加工基础
瑞士布奇喷雾干燥器
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
喷雾干燥Cu-Al2O3纳米粉末制备
1.制备Cu(NO3)2+Al(NO3)3水溶液，浓度50wt.%. 2.喷雾干燥 3.粉末热处理 4.氧化铜还原.
硼化物 硅化物
MeO+B4C+C→MeB+CO MeO+Si→MeSi+SiO(蒸馏)
氮化物
MeO+N2+NH3+C→MeN+CO+H2O+H2
材料加工基础
13
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
(5)电解法(Cu,Ni,Ag,Sn,Cr,Mn)
法拉第定律
对于同一物质来说，阳极和阴极上溶解和析 出的物质与通过电解质溶液的电量成正比。
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5.2粉末的制备方法及性能
(3)松装密度 (4)振实密度
5 粉末冶金
材料加工基础
松装密度测试仪
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5.2粉末的制备方法及性能
(5)工艺性能
流动性
50克粉末从标准的流速 漏斗流出所需的时间.
5 粉末冶金
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
压缩性
金属粉末在一定压制条件下,被压紧的能力。 以压制后压坯的密度来表征。
网丝直径 （d/mm）
0.178 0.107 0.066 0.053
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能 现代粒度分析仪
5 粉末冶金
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
激光粒度分析仪检测结果
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
图像分析仪
5 粉末冶金
材料加工基础
成形性
粉末被压之后,压坯保持既定形状的能力。 以粉末成形所需最小压力或用压坯的强度表征。
材料加工基础
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5.2粉末的制备方法及性能
3.纳米粉末的制备
物理法
机械法 物理气相沉积(PVD) 喷雾干燥法
化学法
化学沉淀法 水解法 溶胶-凝胶法 化学气相沉积法(CVD)
5.2粉末的制备方法及性能
1.制备方法 (1).机械研磨法(Sb,Cr,Mn)
5 粉末冶金
材料加工基础
1
5.2粉末的制备方法及性能
5 粉末冶金
影响球磨的因素
(1)球磨机转速
V临界 42.4 r / min D(m) 球磨机直径
D
筒体转速（0.7-0.75)V临界
(2)装球量