एमआईएम धातु पाउडर की तैयारी के तरीकों का वर्गीकरण और बुनियादी सिद्धांत

एमआईएम धातु पाउडर की तैयारी के तरीकों का वर्गीकरण और बुनियादी सिद्धांत

धातु पाउडर बनाने की विधि:

1.1 भौतिक-रासायनिक विधि:

1.1.1 कमी विधि:

पाउडर तैयार करने के लिए धातु ऑक्साइड और लवण की कमी एक व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। लोहे के पाउडर और टंगस्टन पाउडर को ठोस कार्बन द्वारा कम किया जा सकता है, और टंगस्टन, मोलिब्डेनम, लोहा, तांबा, कोबाल्ट, निकल और अन्य पाउडर हाइड्रोजन या अमोनिया अपघटन द्वारा तैयार किए जा सकते हैं; आयरन पाउडर परिवर्तित प्राकृतिक गैस और कोयला गैस से तैयार किया जा सकता है, और दुर्लभ धातु पाउडर जैसे टैंटलम, नाइओबियम, टाइटेनियम, जिरकोनियम, थोरियम और यूरेनियम को सोडियम, कैल्शियम और मैग्नीशियम से कम करने वाले एजेंटों के रूप में तैयार किया जा सकता है। धातु ऑक्साइड और लवण की कमी विधि का मूल सिद्धांत यह है कि ऑक्सीजन के लिए उपयोग किए जाने वाले कम करने वाले एजेंट की आत्मीयता ऑक्सीजन के लिए उपयोग किए जाने वाले ऑक्साइड और लवण में संबंधित धातु की तुलना में अधिक होती है, ताकि धातु ऑक्साइड या लवण में ऑक्सीजन पकड़ा जा सकता है और धातु को कम किया जा सकता है। क्योंकि अलग-अलग धातु तत्वों का ऑक्सीजन पर अलग-अलग प्रभाव पड़ता है, ऑक्साइड गठन की स्थिरता समान नहीं होती है। ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया प्रक्रिया में ऑक्साइड की स्थिरता को △ जी के आकार से चित्रित किया जा सकता है। यदि अभिक्रिया प्रक्रिया में △ G मान कम है, तो इसका अर्थ है कि इसके ऑक्साइड की स्थिरता अधिक है, अर्थात ऑक्सीजन के लिए इसकी बंधुता अधिक है।

इसके फायदे सरल संचालन, प्रक्रिया मापदंडों का आसान नियंत्रण, उच्च उत्पादन क्षमता, कम लागत और औद्योगिक उत्पादन के लिए उपयुक्त हैं; नुकसान यह है कि यह केवल धातु सामग्री पर लागू होता है जो हाइड्रोजन के साथ प्रतिक्रिया करना आसान होता है और हाइड्रोजन अवशोषण के बाद भंगुर और भंगुर हो जाता है।

1.1.2 धातु थर्मल कमी और कमी विधि:

धातु थर्मल कमी यह है कि कम कच्चा माल ठोस, गैसीय या पिघला हुआ नमक हो सकता है। बाद के दो में गैस चरण में कमी और तरल चरण वर्षा की विशेषताएं हैं। धातु थर्मल कम करने वाली एजेंट विधि आमतौर पर उद्योग में उपयोग की जाती है: कैल्शियम के साथ TiO2, ThO2, UO2, आदि को कम करना; मैग्नीशियम के साथ TiCl4, ZrCl4, TaCl5, आदि को कम करें; सोडियम के साथ TiCl4, ZrCl4, K2ZrF6, K2TaF7 आदि को कम करें; निकेल क्रोमियम स्टेनलेस स्टील पाउडर कैल्शियम हाइड्राइड (CaH2) के साथ क्रोमियम ऑक्साइड और निकल ऑक्साइड के सह-अपचयन द्वारा तैयार किया गया था।

कटौती विधि कार्बाइड और बोराइड प्राप्त करने के लिए कार्बन, बोरॉन कार्बाइड, सिलिकॉन, नाइट्रोजन और अपवर्तक धातु ऑक्साइड की प्रतिक्रिया को संदर्भित करती है। नाइट्राइड विधि।

1.1.3 इलेक्ट्रोलिसिस विधि:

इलेक्ट्रोलिसिस इलेक्ट्रोलाइटिक पिघले हुए नमक या नमक के जलीय घोल द्वारा कैथोड पर धातु के पाउडर को अवक्षेपित करने की एक विधि है। इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा लगभग सभी धातु पाउडर का उत्पादन किया जा सकता है, विशेष रूप से कॉपर पाउडर, सिल्वर पाउडर और टिन पाउडर। इलेक्ट्रोलाइटिक स्पंदन को जलीय घोल इलेक्ट्रोलिसिस, कार्बनिक इलेक्ट्रोलाइट इलेक्ट्रोलिसिस, पिघला हुआ नमक इलेक्ट्रोलिसिस और तरल धातु कैथोड इलेक्ट्रोलिसिस में भी विभाजित किया जा सकता है।

लाभ यह है कि तैयार धातु पाउडर की शुद्धता अधिक होती है, और सामान्य मौलिक पाउडर की शुद्धता 99.7 प्रतिशत से अधिक तक पहुंच सकती है; इसके अलावा, इलेक्ट्रोलाइटिक विधि पाउडर के कण आकार को अच्छी तरह से नियंत्रित कर सकती है और ठीक पाउडर का उत्पादन कर सकती है। हालांकि, इलेक्ट्रोलाइटिक पाउडर उत्पादन की बिजली खपत बड़ी है, और पाउडर उत्पादन की लागत अधिक है। इलेक्ट्रोलाइटिक जलीय घोल धातु (मिश्र धातु) पाउडर जैसे Cu, Ni, Fe, Ag, Sn, Fe-Ni, और इलेक्ट्रोलाइटिक पिघला हुआ नमक Zr, Ta, Ti, Nb जैसे धातु पाउडर का उत्पादन कर सकता है।

1.1.4 हाइड्रॉक्सिल विधि:

कुछ धातुएं (लौह, निकल, आदि) और कार्बन मोनोऑक्साइड को धातु कार्बोनिल यौगिकों में संश्लेषित किया जाता है, जो पुन: गर्म करके धातु पाउडर और कार्बन मोनोऑक्साइड में विघटित हो जाते हैं। इस प्रकार तैयार किया गया पाउडर उच्च शुद्धता के साथ बहुत अच्छा होता है, लेकिन उच्च लागत वाला होता है। उद्योग में, यह मुख्य रूप से निकल और लोहे के महीन और अति-महीन पाउडर के साथ-साथ Fe-Ni, Fe-Co, Ni-Co और अन्य मिश्र धातु पाउडर का उत्पादन करने के लिए उपयोग किया जाता है।

1.1.5 रासायनिक प्रतिस्थापन विधि:

रासायनिक प्रतिस्थापन विधि धातु की गतिविधि पर आधारित है। धातु नमक के घोल से कम गतिविधि वाली धातु को बदलने के लिए मजबूत गतिविधि वाली धातु का उपयोग किया जाता है, और प्रतिस्थापन से प्राप्त धातु (धातु पाउडर) को अन्य तरीकों से और अधिक परिष्कृत किया जाता है। यह विधि मुख्य रूप से निष्क्रिय धातु पाउडर जैसे Cu, Ag, Au, आदि की तैयारी के लिए लागू होती है।

1.2 यांत्रिक विधि:

1.2.1 परमाणुकरण विधि:

परमाणुकरण विधि यांत्रिक चूर्णीकरण विधि से संबंधित है। यह सीधे तरल धातु या मिश्र धातु और लायक पाउडर को कुचलने की एक विधि है। यह व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, और इसका पैमाना कमी विधि के बाद दूसरा है। परमाणुकरण विधि, जिसे स्प्रे विधि के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग धातु के पाउडर जैसे सीसा, टिन, एल्यूमीनियम, तांबा, निकल और लोहे के उत्पादन के लिए किया जा सकता है, और मिश्र धातु पाउडर जैसे कांस्य, पीतल, कार्बन स्टील और मिश्र धातु के उत्पादन के लिए भी इस्तेमाल किया जा सकता है। इस्पात।

परमाणुकरण विधि आम तौर पर उच्च दबाव वाली गैस, उच्च दबाव वाले तरल या उच्च गति वाले घूर्णन ब्लेड का उपयोग करती है ताकि धातु या मिश्र धातु को उच्च तापमान पर पिघलाया जा सके और छोटी बूंदों में दबाव डाला जा सके, और फिर अल्ट्रा-फाइन मेटल पाउडर प्राप्त करने के लिए कलेक्टर में संघनित किया जा सके। इस प्रक्रिया में रासायनिक परिवर्तन नहीं होते हैं। परमाणुकरण धातु और मिश्र धातु पाउडर के उत्पादन के मुख्य तरीकों में से एक है। एटमाइजेशन के कई तरीके हैं, जैसे डुअल-फ्लो एटमाइजेशन, सेंट्रीफ्यूगल एटमाइजेशन, मल्टीस्टेज एटमाइजेशन, अल्ट्रासोनिक एटमाइजेशन टेक्नोलॉजी, टाइट कपलिंग एटमाइजेशन टेक्नोलॉजी, हाई-प्रेशर गैस एटमाइजेशन, लामिना फ्लो एटमाइजेशन, अल्ट्रासोनिक टाइट कपलिंग एटमाइजेशन और हॉट गैस एटमाइजेशन।

एटमाइज्ड पाउडर में उच्च गोलाकारता, नियंत्रणीय कण आकार, कम ऑक्सीजन सामग्री, कम उत्पादन लागत और विभिन्न धातु पाउडर के उत्पादन के लिए अनुकूलता के फायदे हैं। यह उच्च प्रदर्शन और विशेष मिश्र धातु पाउडर तैयार करने की तकनीक की मुख्य विकास दिशा बन गई है। हालांकि, परमाणुकरण विधि में कम उत्पादन क्षमता, अल्ट्राफाइन पाउडर की कम उपज और अपेक्षाकृत बड़ी ऊर्जा खपत का नुकसान होता है।

1.2.2 मैकेनिकल क्रशिंग विधि:

ठोस धातु का यांत्रिक चूर्णीकरण एक स्वतंत्र चूर्णीकरण विधि है, और इसका तंत्र विकास ठोस तनाव की स्थिति और चूर्णीकरण में दरारों के निर्माण और विस्तार से निकटता से संबंधित है। साथ ही, यह कुछ मिलिंग विधियों के लिए एक अनिवार्य पूरक प्रक्रिया भी है। उदाहरण के लिए, इलेक्ट्रोलिसिस को पीसने से प्राप्त कठोर और भंगुर कैथोड जमा, कम करके पीसने से प्राप्त स्पंजी धातु ब्लॉक आदि। इसलिए, यांत्रिक पेराई विधि पाउडर उत्पादन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है।

सामग्री के विभिन्न गुणों और आवश्यक पीसने की महीनता के कारण, पीसने के तरीके भी अलग-अलग होते हैं। बाहरी बल लगाने के विभिन्न तरीकों के अनुसार, सामग्री क्रशिंग आमतौर पर एक्सट्रूज़न, प्रभाव, पीस और विभाजन द्वारा किया जाता है, और विभिन्न क्रशिंग उपकरण के कार्य सिद्धांत मुख्य रूप से इन सिद्धांतों पर आधारित होते हैं।

उनमें से, बॉल मिलिंग विधि को मुख्य रूप से रोलिंग बॉल विधि और वाइब्रेशन बॉल मिलिंग विधि में विभाजित किया गया है। यह विधि तंत्र का उपयोग करती है कि विभिन्न तनाव दरों पर विरूपण के कारण धातु के कण टूट जाते हैं और परिष्कृत होते हैं। यह सामग्री के लिए कम चयनात्मकता, निरंतर संचालन, उच्च उत्पादन क्षमता, शुष्क और गीले पीसने के लिए उपयुक्त है, और विभिन्न धातुओं और मिश्र धातुओं के पाउडर की तैयारी के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है। नुकसान यह है कि पाउडर तैयार करने की प्रक्रिया में ग्रेड करना मुश्किल होता है।

1.2.3 पीसने की विधि:

पीसने की विधि एक विशेष नोजल से गुजरने के बाद संपीड़ित गैस को पीस क्षेत्र में स्प्रे करना है, इस प्रकार पीस क्षेत्र में सामग्री को एक दूसरे से टकराने और पाउडर में रगड़ने के लिए चलाती है; हवा के विस्तार के बाद, सामग्री वर्गीकरण क्षेत्र में बढ़ जाएगी, और आवश्यक कण आकार वाली सामग्री को टर्बाइन क्लासिफायर द्वारा अलग किया जाएगा। शेष मोटे पाउडर पीसने वाले क्षेत्र में वापस आ जाएंगे और आवश्यक कण आकार अलग होने तक पीसना जारी रखेंगे। क्योंकि पीसने की विधि शुष्क विधि द्वारा निर्मित होती है, सामग्री की निर्जलीकरण, सुखाने और अन्य प्रक्रियाओं को छोड़ दिया जाता है; इसके उत्पाद में उच्च शुद्धता, उच्च गतिविधि, अच्छा फैलाव, ठीक कण आकार और संकीर्ण वितरण और चिकनी कण सतह है। यह गैर-धातुओं, रासायनिक कच्चे माल, रंजक, अपघर्षक, स्वास्थ्य देखभाल दवाओं और अन्य उद्योगों के अल्ट्रा-फाइन पीस में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हालांकि, पीसने की विधि में उच्च उपकरण निर्माण लागत का नुकसान भी होता है। धातु पाउडर की उत्पादन प्रक्रिया में, निरंतर अक्रिय गैस या नाइट्रोजन को संपीड़ित गैस स्रोत के रूप में उपयोग किया जाना चाहिए। गैस की खपत बड़ी है, और यह केवल भंगुर धातुओं और मिश्र धातुओं को कुचलने और चूर्णित करने के लिए उपयुक्त है।