隨超越 200839110124 無機0801班
1．粉體概念
粉體是小於一定粒徑的顆粒集合，不能忽視分子間的作用力。
粉體是一種乾燥、分散的固體顆粒組成的的細微粒子，和顆粒不完全相同，通俗來說粉體比顆粒具有更細微的粒徑尺寸。
粉體是一種特殊的顆粒材料，少量主要體現粒子的微觀特性，大量時共同體現出巨集觀特性。
粉體的物理效能
通常情況下，鬆散狀態填充體積很大的粉體能被壓縮密實至一定的小空間範圍內，當鬆散存放時，粉末可能很蓬鬆。 當振動或壓縮後會變得非常密集，甚至會失去流動性。原因是分子間的范德華力。
如果顆粒的粒徑過大就不會明顯地表現粉體群的巨集觀行為，只有粒徑足夠小時才會表現出明顯的粉體特徵。
而粉體的製備是研究粉體的前提。當前主要的粉體製備工藝分為金屬粉末的製備和超細粉末的製備兩大方向。
2.金屬粉末的製備：
金屬粉末在粉末冶金及其他粉末材料的生產中占有十分重要的地位，它是生產各種粉末冶金材料的基本原料。製取金屬粉末的方法有很多，它的主要取決於該材料的特殊效能及製備方法的成本，粉末的形成是依靠能量傳遞到材料而製造新表面的過程。
2.1製備方法
2．1．1機械法
機械法就是借助於機械力將大塊金屬破碎成所需粒徑粉末的一種加工方法。按照機械力的不同可將其分為機械衝擊式粉碎法、氣流磨粉碎法、球磨法和超聲波粉碎法等。目前普遍使用的方法還是球磨法和氣流磨粉碎法，其優點是工藝簡單、產量大，可以製備一些常規方法難以得到的高熔點金屬和合金的超細奈米粉末。
球磨法球磨法主要分為滾動球法和振動球磨法。該方法利用了金屬顆粒在不同的應變速率下因產生變形而破碎細化的機理。其優點是對物料的選擇性不強，可連續操作，生產效率高，適用於幹磨、濕磨，可進行多種金屬及合金的粉末製備。
缺點是在粉末製備過程中分級比較困難。
氣流磨粉碎法
氣流磨粉碎法是目前製備磁性材料粉末應用最廣的方法。具體的工藝過程為：壓縮氣體經過特殊設計的噴嘴後，被加速為超音速氣流，噴射到研磨機的中心研磨區，從而帶動研磨區的物料互相碰撞，是粉末粉碎變細；氣流膨脹後隨物料上公升進入分級區，由渦輪式分級器分選出達到粒度的物料，其餘粗粉反悔研磨區繼續研磨，直至達到要求的粒度被分出為止。
整個生產過程可連續自動執行，並通過分級輪轉速的調節來控制粉末粒徑的大小。氣流磨粉碎法適於大批量工業化生產，工藝成熟。缺點是在金屬粉末的生產過程中，必須使用連續不斷地惰性氣體或氮氣作為壓縮氣源，耗氣量較大；只適合脆性金屬及合金的破碎製粉。
2．1．2物理法
物理法一般是通過高溫、高壓將塊狀金屬材料熔化，並破碎成細小的液滴，並在收集器內冷凝而得到超細金屬粉末，該過程不發生化學變化。目前研究和使用最多的物理法主要有等離子旋轉電極法和氣體霧化法。
氣體霧化法
氣體霧化法是生產金屬及合金粉末的主要方法之一。氣體霧化的基本原理是用高速氣流將液態金屬流破碎成小液滴並凝固成粉末的過程。霧化粉末具有球形高度、粉末粒度可控、氧含量低、生產成本低以及適應多種金屬粉末的生產等優點，已成為高效能及特種合金粉末製備技術的主要發展方向。
噴嘴是氣體霧化的關鍵技術，其結構和效能決定了霧化粉末的效能和生產效率，因此，噴嘴結構設計與效能的不斷提高決定著氣體霧化技術的進步。從霧化噴嘴結構設計的改進歷程可以將霧化技術分為傳統霧化技術和新型霧化技術
2．1．3物理-化學法
物理化學法則是借助化學或物理的作用，改變原材料的化學成分或聚集狀態而獲得粉末的。物理化學法中主要方法有還原氧化物與鹽類（fe、ni、co、w、mo、cu、cr、fe-ni、fe-ni-mo等各種合金與難容化合物等）、電解水溶液（fe、ni、cu、pb、zn、ag等）、電解熔鹽（ta、nb、th、be、zr、ti）、熱離解羰基化合物、晶間腐蝕法（不鏽鋼）等。
2.2總結
在粉末冶金生產實踐中，機械法和物理化學法之間並沒有明顯的界限，而是互相補充。例如，可使用機械法去研磨還原法所製備得的成塊海綿狀金屬；應用還原退火法可以將渦旋研磨或霧化所得粉末消除應力、脫碳以及減少氧化物。
3超細粉體及製備工藝
3．1超細粉體
超細粉體，通常又叫超微粉體、超微粉。是指尺度介於分子、原子與塊體材料之間，通常包括微公尺至亞微公尺級和1-100nm範圍的奈米級的微小固體顆粒。
3.2超微粉體的製備
超微粉體的製備及應用研究主要包括製備、微觀結構、巨集觀結構、巨集觀物性和應用四個方面。其中製備也是很關鍵一步，因為製備工藝和過程的研究與控制對超微粉的微觀結構和巨集觀效能具有重要的影響。隨著科技的進步超微粉提的製備方法也日新月異。
其中分固相製備法、液相製備法、氣相製備法，固相製備法：機械粉碎法、超聲波粉碎法、熱分解法、**法等。液相法：
沉澱法、酸鹽法、羰基法、噴霧熱乾燥法、冷凍乾燥法、電解法、汞合法、化學凝聚法。氣相法：真空蒸發法、氣相反應法、油向蒸發法、等離子體法、高溫等離子體法、蒸發法、反應等離子體蒸發法、等離子體cvd法。
上述方法有些尚不成熟，有些難於實用化和工業化，目前工業上應用較多的是機械粉碎法和液相化學沉澱法和氣相反應法（氣相法是直接利用氣體，或者通過各種手段將物質變成氣體，使之在氣體狀態下發生物理變化或化學反應，最後在冷卻過程中凝聚長大形成超微粒的方法）等方法。
3.2.1化學氣相反應法
下面我主要研究其中的化學氣相反應法：化學氣相反映法是利用揮發性的金屬化合物的蒸汽，通過化學反應生成所需要的化合物，在保護性氣體環境下快速冷凝，從而製備各種超微粉的方法，又叫化學氣相沉積法。
化學氣相反應法採用的原料通常是容易製備、蒸汽壓高、反應性較好的金屬鹵化物、金屬醇鹽烴化物與羰基化合物等。用金屬鹽的蒸汽與還原性氣體反應，金屬就會被還原出來，形成金屬超細粉，如w、mo、fe、co等，讓金屬蒸汽與氧或水蒸氣反應，可以得到金屬氧化物超細粉；與碳化合物氣體反應可以生成碳化物超細粉；與氮氣、氨氣反應可以生成氮化物超細粉。
該方法具有許多優點，如製備出來的顆粒均勻、粒徑小、分散性好、化學反應活性高、工藝科控以及過程連續等。
3.3化學法與機械粉碎法的比較
化學法的優點是所製備的超細粉體粒徑小，粒度分布窄、粒形好和純度高等，缺點是產量低、成本高和工藝複雜等。該方法僅限於製備某些特殊的功能材料，如超細金紅石型二氧化鈦粉體、超細磁性氧化粉等。
機械粉碎法的優點是產量大、成本低和工藝簡單等，且在粉碎過程中產生機械化學效應使粉體活性提高、缺點是產品純度、細度和形貌均不及化學製備的超細粉體。該法適應於大批量工業生產，如礦產品深加工等。
3.4超細粉體裝置及工藝
經過多年的實踐改進，大多數裝置已日益完善，濕磨裝置主要是球磨機、振動磨、攪拌磨、離心磨和膠體磨等；幹磨裝置主要是球磨機、氣流磨、輥磨機、高速衝擊磨和攪拌磨等。
3.5超細分級裝置
超細分級裝置是製備超細粉體非常關鍵的裝置：通過分級，可以生產特定粒度分布的超細粉體；通過分級，能耗降低。可以經濟地生產超細粉體，超細分級裝置分乾式和濕式超細分級機。
4．總結
隨著技術的進步，超細金屬粉末的應用領域不斷擴充套件，市場需求急劇增加，且呈現出向高純、超細方向發展的趨勢。在進行粉末製備生產的時候，可以對不同的方法加以綜合利用，取長補短，以達到理想的製粉效果。
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