1.3 粉体材料的生产方法

粉体材料的生产方法有许多种, 大致上可分为三类: 机械法、 物理化学法和雾化法, 也可以把雾化法纳入机械法。

机械法制取粉末是将原材料机械地粉碎而化学成分基本上不发生变化的工艺过程。

物理化学法则是借助化学的或物理的作用, 改变原材料的化学成分或聚集状态而获得粉末的工艺过程。物理化学法包括电解法、 还原法、 液相法、 气相法等方法。

1.3.1 粉体材料的机械粉碎法

机械粉碎法也称固相法, 是用磨细来制造粉末体的方法。磨机种类多种多样, 如球磨、 旋涡研磨、 高能球磨、 冷气流破碎等。

粉碎的物料可以是金属(包括有色金属)、 金属氧化物及铁合金、 合金钢等。产生粒子的形状也多种多样, 有不规则的、 盘状的、 近球形的, 粒度为10~500 μm。

1.3.2 粉体材料的雾化法生产

将熔化的物料用较高压力的气体(空气或惰性气体)或水, 喷到料上使之分散似雾状的方法为雾化法。这种方法应用得较多, 处理的物料可以是金属、 合金钢、 各种合金等。产生的粒子为近球形、 不规则形、 球形, 粒度为20~1000 μm。

雾化法又大致分为气体雾化法、 水雾化法、 旋转圆盘雾化法和旋转电极雾化法几种。

1.3.3 粉体材料的电解法生产

电解法分水溶液电解和熔盐电解两种, 处理的物料为金属、 合金, 得到的粒子为树枝状晶体或不规则粒子, 粒度为150~1000 μm。

1.3.4 粉体材料的还原法生产

这是以金属氧化物为原料生产金属粉末的方法, 包括气体还原法、 金属热还原法、 碳还原法等, 产生的粉末有海绵状、 近球形状, 粉末的粒度小于150 μm。

1.3.5 粉体材料的液相法生产

在水溶液中将金属化合物沉淀, 有的成凝胶, 再干燥处理而制成粉末的方法, 或在水溶液中用高压氢还原, 也有将金属盐溶液以雾状喷入高温气体中干燥成粉, 或氧化成氧化物粉的方法为液相法。

这种方法应用广泛, 以生产化合物粉末为多, 粒径小于150 μm, 甚至达到纳米级。水溶液还原还可得到金属粉。

1.3.6 粉体材料的气相法生产

气相法是先将原料转变为气体, 然后(冷凝)转化为固体粉末的方法。气体的转化, 有单纯转化, 也有化学反应转化。处理的原料可以是金属、 合金或化合物。

原料转化为气体的加热方式也有很多种, 如电阻加热、 高频感应加热、 等离子体加热、 电子束加热、 激光加热、 电弧加热, 甚至一次能源(煤、 天然气等)加热。

转化的环境有常压, 也有真空。该方法也有广泛的应用, 产生的粉末粒度可以细到纳米级。