金屬粉末的制備方法之物理化學法

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發布時間：2020-09-18 10:33
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金屬粉末的制備方法之物理化學法

　　還原法：

　　金屬氧化物及鹽類的還原法是一種應用最廣泛的粉末制備方法。可以采用固體碳還原鐵粉和鎢粉，用氫或分解氨制取鎢、鉬、鐵、銅、鈷、鎳等粉末；用轉化天然氣和煤氣可以制取鐵粉等，用納、鈣、鎂等金屬作還原劑可以制取鉭、鈮、鈦、鋯、釷、鈾等稀有金屬粉末。金屬氧化物及鹽類的還原法基本原理為，所使用的還原劑對氧的親和力比氧化物和所用鹽類中相應金屬對氧的親和力大，因而能夠奪取金屬氧化物或鹽類中的氧而使金屬被還原出來。由于不同的金屬元素對氧的作用情況不同，因此生成氧化物的穩定性也不大一樣。可以用氧化反應過程中的△G的大小來表征氧化物的穩定程度。如反應過程中的△G值越小，則表示其氧化物的穩定性就越高，即其對氧的親和力越大。

　　其優點是操作簡單，工藝參數易于控制，生產效率高，成本較低，適合工業化生產；缺點是只適用于易與氫氣反應、吸氫后變脆易破碎的金屬材料。

　　金屬熱還原和還原化合法：

　　金屬熱還原是，被還原的原料可以是固態的、氣態的，也可以是熔鹽。后二者相應的又具有氣相還原和液相沉淀的特點。金屬熱還原劑法在工業上比較常用的有：用鈣還原TiO2、ThO2、UO2等；用鎂還原TiCl4、ZrCl4、TaCl5等；用鈉還原TiCl4、ZrCl4、K2ZrF6、K2TaF7等；用氫化鈣（CaH2）共還原氧化鉻和氧化鎳制取鎳鉻不銹鋼粉。

　　還原化合法是指用碳、碳化硼、硅、氮與難熔金屬氧化物的作用而得到碳化物、硼化物。氮化物的方法。

　　電解法：

　　電解法是通過電解熔鹽或鹽的水溶液使得金屬粉末在陰極沉積析出的方法。用電解法幾乎可以制取所有金屬粉末，生產銅粉、銀粉、錫粉尤為適宜。電解制粉又可分為水溶液電解、有機電解質電解、熔鹽電解和液體金屬陰極電解。

　　其優點是制取的金屬粉末純度較高，一般單質粉末的純度可達 99.7%以上；另外，電解法可以很好的控制粉末的粒度，可以制取出超精細粉末。但是電解法制粉耗電量大，制粉成本較高。電解水溶液可以生產 Cu、Ni、Fe、Ag、Sn、Fe- Ni 等金屬（合金）粉末，電解熔鹽可以生產Zr、Ta、Ti、Nb 等金屬粉末。

　　羥基法：

　　將某些金屬(鐵、鎳等)與一氧化碳合成為金屬羰基化合物，再熱分解為金屬粉末和一氧化碳。這樣制得的粉末很細，純度很高，但成本高。工業上主要用來生產鎳和鐵的細粉和超細粉,以及 Fe-Ni、Fe-Co、Ni-Co等合金粉末。

　　化學置換法：

　　化學置換法是根據金屬的活潑性強弱，用活潑性強的金屬將活性較小的金屬從金屬鹽溶液中將其置換出來，將置換所得到的金屬（金屬粉粒）用其他方法進一步處理細化。此法主要應用于 Cu、Ag、Au 等不活潑金屬粉末的制備。

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