粉末的制备-电解法详解
粉末冶金生产的基本工艺流程
转贴]粉末冶金生产的基本工艺流程标签：转贴粉末冶金生产基本工艺流程时间：2008-11-26 21:23:53 点击：2803 回帖：0上一篇：[转贴]金属磨损自修复抗磨剂的性下一篇：金相显微镜的外形尺寸图(图)粉末冶金生产的基本工艺流程包括：粉末制备、粉末混合、压制成形、烧结及后续处理等。
用简图表示于图7-1中。
陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多相似之处，其工艺过程包括粉末制备、成形和致密化三个阶段。
2．1 粉末制备2．1．1 粉末制备粉末是制造烧结零件的基本原料。
粉末的制备方法有很多种，归纳起来可分为机械法和物理化学法两大类。
（1）机械法机械法有机械破碎法与液态雾化法。
机械破碎法中最常用的是球磨法。
该法用直径10~20mm钢球或硬质合金对金属进行球磨，适用于制备一些脆性的金属粉末（如铁合金粉）。
对于软金属粉，采用旋涡研磨法。
雾化法也是目前用得比较多的一种机械制粉方法，特别有利于制造合金粉，如低合金钢粉、不锈钢粉等。
将熔化的金属液体通过小孔缓慢下流，用高压气体（如压缩空气）或液体（如水）喷射，通过机械力与急冷作用使金属熔液雾化。
结果获得颗粒大小不同的金属粉末。
图7-2为粉末气体雾化示意图。
雾化法工艺简单，可连续、大量生产，而被广泛采用。
（2）物理化学法常见的物理方法有气相与液相沉积法。
如锌、铅的金属气体冷凝而获得低熔点金属粉末。
又如金属羰基物Fe(CO)5、Ni(CO)4等液体经180~250℃加热的热离解法，能够获得纯度高的超细铁与镍粉末，称为羰基铁与羰基镍。
化学法主要有电解法与还原法。
电解法是生产工业铜粉的主要方法，即采用硫酸铜水溶液电解析出纯高的铜。
还原法是生产工业铁粉的主要方法，采用固体碳还原铁磷或铁矿石粉的方法。
还原后得到得到海绵铁，经过破碎后的铁粉在氢气气氛下退火，最后筛分便制得所需要的铁粉。
图7-2 粉末气体雾化示意图2．1．2 粉末性能粉末的性能对其成形和烧结过程，及制品的性能都有重大影响，因而对粉末的性能必须加以了解。
纳米粉末的制备方法
.化学制备法1.1化学沉淀法沉淀法主要包括共沉淀法、均匀沉淀法、多元醇为介质的沉淀法、沉淀转化化、直接沉淀法[2]等。
1.11共沉淀法在含有多种阳离子的溶液中加入沉淀剂，使金属离子完全沉淀的方法称为共沉淀法。
共沉淀法可制备BaTiO3[3-5]、PbTiO3[6]等PZT系电子陶瓷及ZrO2[7,8]等粉体。
以CrO2为晶种的草酸沉淀法，制备了La、Ca、Co、Cr掺杂氧化物[9]及掺杂BaTiO3等。
以Ni(NO3)2·6H2O溶液为原料、乙二胺为络合剂，NaOH为沉淀剂，制得Ni(OH)2[10]超微粉，经热处理后得到NiO超微粉。
与传统的固相反应法相比，共沉淀法可避免引入对材料性能不利的有害杂质[11]，生成的粉末具有较高的化学均匀性，粒度较细，颗粒尺寸分布较窄且具有一定形貌。
1.12均匀沉淀法在溶液中加入某种能缓慢生成沉淀剂的物质，使溶液中的沉淀均匀出现，称为均匀沉淀法。
本法克服了由外部向溶液中直接加入沉淀剂而造成沉淀剂的局部不均匀性。
本法多数在金属盐溶液中采用尿素热分解生成沉淀剂NH4OH，促使沉淀均匀生成。
制备的粉体有Al、Zr、Fe、Sn的氢氧化物[12-17]及Nd2(CO3)3[18,19]等。
1.13xx沉淀法许多无机化合物可溶于多元醇，由于多元醇具有较高的沸点，可大于100°C，因此可用高温强制水解反应制备纳米颗粒[20]。
例如Zn(HAC)2·2H2O溶于一缩二乙醇(DEG)，于100-220°C 下强制水解可制得单分散球形ZnO纳米粒子。
又如使酸化的FeCl3---乙二醇---水体系强制水解可制得均匀的Fe(III)氧化物胶粒[21]。
1.14沉淀转化法本法依据化合物之间溶解度的不同，通过改变沉淀转化剂的浓度、转化温度以及表面活性剂来控制颗粒生长和防止颗粒团聚。
例如：以Cu(NO3)2·3H2O、Ni(NO3)2·6H2O为原料，分别以Na2CO3、NaC2O4为沉淀剂，加入一定量表面活性剂，加热搅拌，分别以NaC2O3、NaOH为沉淀转化剂，可制得CuO、Ni(OH)2、NiO超细粉末[22]。
电解二氧化锰的电解方法和电解二氧化锰
电解二氧化锰的电解方法和电解二氧化锰通过溶液电解法制备二氧化锰的步骤如下：
1.准备电解槽和电极：选择适当的电解槽和电极，电解槽通常使用陶瓷或玻璃制成，电极可以采用铅或铅合金。
2.准备电解液：电解液是二氧化锰在酸性条件下的溶液，常用的酸有硫酸、盐酸等。
在电解液中加入适量的二氧化锰粉末，使其充分溶解。
3.接好电源：将电解槽连接到电源上，将阳极和阴极插入电解槽中。
4.开始电解：通过电源加电，使阳极（一般为铅阳极）和阴极（一般为不锈钢阴极）与电解液发生电解反应。
在电解过程中，阴极会释放出锰离子（Mn2+），阳极会释放氧气。
5.收集产物：阴极产生的锰离子会在阴极上析出固体二氧化锰，可以通过定期更换阴极的方式收集产物。
通过固体电解法制备二氧化锰的步骤如下：
1.准备电解槽和电极：选择适当的电解槽和电极，电解槽通常使用陶瓷或玻璃制成，电极可以采用金属材料如不锈钢。
2.准备固体阳极：用二氧化锰粉末制备阳极，可以通过将二氧化锰粉末压制成阳极片的形式。
3.准备电解液：电解液也是二氧化锰在酸性条件下的溶液，常用酸有硫酸、盐酸等。
4.接好电源：将电解槽连接到电源上，将阳极和阴极插入电解槽中。
5.开始电解：通过电源加电，使阳极和阴极与电解液发生电解反应。
在电解过程中，阳极会溶解，释放出二氧化锰离子。
阴极则会释放出电子，与二氧化锰离子反应生成固体二氧化锰。
6.收集产物：固体二氧化锰会在阴极上析出，可以通过定期更换阴极
的方式收集产物。
铅粉生产工艺
铅粉生产工艺
铅粉是一种常见的金属材料，广泛应用于电池制造、涂料、塑料、橡胶等行业。
下面我们来介绍一下铅粉的生产工艺。
首先，铅粉的原料是纯铅。
通常采用电解还原法或熔炼法将纯铅转化为原始的铅粉。
电解还原法主要步骤如下：
1. 准备铅板：将纯铅熔融后铸成铅板，然后将铅板切割成适当大小的块状。
2. 清洗铅板：将铅板进行清洗，以去除表面的杂质和污垢。
3. 放置电解槽：将铅板放置在电解槽中。
4. 填充电解液：向电解槽中注入含有硫酸铅溶液的电解液，电解液中含有硫酸铅，以提供铅离子。
5. 通电电解：接通电源，使阳极为铅板，阴极为不锈钢板，通过电流作用，铅板上的铅离子被还原成铅金属，并沉积在不锈钢板上，形成铅粉。
6. 收集铅粉：定期清理不锈钢板上的铅粉，并进行干燥、筛分等处理，最终得到所需的铅粉。
熔炼法主要步骤如下：
1. 准备熔炼炉：将纯铅放入特制的熔炼炉中。
2. 加热熔炼：通过加热熔炼炉，将纯铅熔化成液态铅。
3. 冷却：将液态铅倒入冷却设备中，待铅冷却凝固后，形成铅块。
4. 破碎粉碎：将铅块进行破碎、粉碎，得到较小的铅块。
5. 筛分：通过筛分设备将较小的铅块进行筛分，得到所需的铅
粉。
以上就是铅粉的生产工艺，无论是电解还原法还是熔炼法，都需要严格控制操作参数和条件，以确保生产出优质的铅粉。
另外，生产过程中也需注意环境保护和安全防护。
第八章电解冶金及有关功能材料的制取
第八章电解冶金及有关功能材料的制取第一节电解制取金属及合金材料的重要意义和电解冶金的分类金属和合金材料在国民经济中具有很重要的地位，在自然界中，金属元素一般都是以化合物存在金属冶炼与合金材料的制取是必不可少的。
金属化合物还原为金属的两种方法：①热还原法，用还原剂如碳、氢、镁、钠在一定温度下把金属化合物还原为金属；②电解法，包括电解提取(或称电解生产)、电解精炼以及粉末金属的制取。
电解法制取金属的优点：①还原能力强，用还原剂方法不能还原的活泼金属如钠，电解是其惟一的制备方法；②不用还原剂，引入杂质较少，可获纯度较高的金属；③与火法冶金相比，水溶液电解放入大气中的烟尘和废气较少，有利于环境保护。
因此，已有不少金属采用电解法进行生产或精炼。
电解冶金：分为水溶液电解和熔盐电解两种。
水溶液电解大多数是电解金属氯化物或硫酸盐，电流效率高、操作条件简单。
熔盐电解制取碱金属、碱土金属、稀土金属、铝、钛等活泼金属。
在有机溶剂电解液中也可电沉积某些活泼金属及合金。
金属电沉积:包括金属电解提取、电解精炼和粉末金属的制取，电镀。
电解提取：矿物经化学处理，制成氧化物或盐类，进行电解以制取金属。
例如电解提取铜，其主要流程为铜精矿焙烧→焙烧产物(氧化铜、硫酸铜)的稀硫酸浸出和净化→硫酸铜溶液→电沉积铜。
电解时使用不溶性阳极，氯化物溶液常用石墨(或钛钌阳极)阳极，硫酸盐溶液常用铅或铅合金阳极。
电解精炼：利用电解方法将含有杂质的金属进行提纯。
把被精炼的金属作阳极，欲制取的纯金属或不被电解液腐蚀的其他金属作阴极，在适当的电解液中进行电解。
阳极上电位正于被精炼金属的杂质仍然留在电极上或成为粉末状沉淀，称为阳极泥。
其他电位比被精炼金属更负的杂质金属，则与被精炼的金属一起溶到电解液中，但只有被精炼的金属才能沉积在阴极上。
例如铜的电解精炼以粗铜作阳极，纯铜作阴极，电解液为酸性硫酸铜溶液，在阴极上析出纯铜。
电解制取金属粉末：在粉末冶金、有机合成等方面都要用到金属粉末。
粉末冶金的工艺流程-粉末的配制
粉末冶金成形前，要对粉末进行预处理及配制。预处理包括：退火、筛分、 制粒等。 退火
粉末的预先退火可使残留氧化物进一步还原、降低碳和其它杂质的含量，提 高粉末的纯度，消除粉末的加工硬化等。用还原法、机械研磨法、电解法、雾化 法以及羰基离解法所制得的粉末都要经退火处理。此外，为防止某些超细金属粉 末的自燃，需要将其表面钝化，也要作退火处理。经过退火后的粉末，压制性得 到改善，压坯的弹性后效相应减小。 筛分
将两种或两种以上不同成分的粉末均匀混合的过程。有时需将成分相同而粒 度不同的粉末进行混合，称为合批。混合质量不仅影响成形过程和压坯质量，而 且会严重影响烧结过程的进行和最终制品的质量。 混合有机械法和化学法两种方法
（1）机械法常用的混料机有球磨机、V 型混合器、锥形混合器、洒桶式混合 器、螺旋混合器等。机械法混料又可分为干混和湿混。铁基等制品生产中广泛采 用干混，制备硬质合金混合料则经常使用湿混。湿混时常用的液体介质为酒精、 汽油、丙酮等。为了保证湿混过程能顺利进行，对湿混介质的要求是：不与物料 发生化学反应，沸点低易挥发，无毒性，来源广泛，成本低等。湿混介质的加入Байду номын сангаас量必须适当，否则不利于研磨和高效率的混合。
把颗粒大小不匀的原始粉末进行分级，使粉末能够按照粒度分成大小范围更 窄的若干等级。通常用标准筛网制成的筛子或振动筛来进行粉末的筛分。 制粒
将小颗粒的粉末制成大颗粒或团粒的工序，常用来改善粉末的流动性。在硬 质合金生产中，为了便于自动成形，使粉末能顺利充填模腔就必须先进行制粒。 能承担制粒任务的设备有滚筒制粒机、圆盘制粒机和振动筛等。 混合
此外，生产粉末冶金过滤材料时，在提高制品强度的同时，为了保证制品有 连通的孔隙，可加入充填剂。能起充填作用的物质有碳酸钠等，它们既可以防止 形成闭孔隙，还会加剧扩散过程，从而提高制品的强度。充填剂常常以盐的水溶 液方式加入。
粉末冶金新工艺3
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
第一章 粉末的制备新技术
1.雾化法制备金属粉末----低氧含量铁粉
•生产在无氧气氛中进行, 并包含一些石蜡,这些
分解为碳与氢。碳与铁反应, 形成很薄的富碳
表面层。碳含量使颗粒的延性降低, 但提高了
任何金 属
合金粉 末
Fe-Ni
化合物粉 末
碳化物， 硼化物， 氮化物，
硅化物
包覆粉 末
Ta-Nb
碳化物， 硼化物，
硅化物
不锈钢
任何合 金
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
物理化学法
生产方法
原材料
从辅助金属浴中析 出
金属或金 属熔体
水溶液电解
金属盐溶 液
电 解
熔盐电解
金属熔盐
离子液体电 解
金属有机 物离子液
金属原子,而后聚集为原子簇。这些原子簇含有几
百个原子,直径约为2～3nm。
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
第一章 粉末的制备新技术
8.声化学制取纳米金属粉
这些小的磁性金属原子簇,像顺磁体材料一样, 磁矩由原子簇的原子自旋构成,且所有自旋均在 同一方向上,因而磁矩比普通材料高100多倍。包 覆这些颗粒可形成稳定铁胶体,颗粒永远处于悬 浮态,现已作为“磁流体”工业化生产,用于扬声 器,磁性墨水,磁流体密封,润滑剂,轴承,医学等。
昆明理工大学材料与冶金学院 胡劲
第一章 粉末的制备新技术
2.烧结硬化粉
利用烧结硬化粉可生产不需要再淬火或很少再 淬火和回火的粉末冶金零件；除降低成本外,烧结 硬化可提供更好的公差控制(淬火和回火常引起一 定程度的变形)。
粉末冶金原理中文(1)
的高性能硬质合金。 ➢ 3、用增强致密化过程来制造一般含有混合相组成的特殊
合金。 ➢ 4、制造非均匀材料、非晶态、微晶或者亚稳合金。 ➢ 5、加工独特的和非一般形态或成分的复合零部件。
粉末冶金原理中文(1)
一、粉末制备技术
球磨机中的研磨过程取决于众多因素： 筒内装料量、装球量、球磨筒尺寸、球磨机 转速、研磨时间、球体与被研磨物料的比例 （球料比）、研磨介质以及球体直径等。
粉末冶金原理中文(1)
一、粉末制备技术
例如：球磨筒转速n＝0.7-0.75n临界时，球体发生抛 落； n＝0.6n临界时，球体发生滚动； n<0.6n临界时，
粉末冶金原理中文(1)
依据物料粉碎的最终程度，又可以分为粗碎和 细碎两类。以压碎为主要作用的有碾压、锟轧以及 颚式破碎等；以击碎为主的有锤磨；属于击碎和磨 削等多方面作用的机械粉碎有球磨、棒磨等。
实践表明，机械研磨比较适用于脆性材料。利
用塑性金属或合金来制取粉末多采用涡旋研磨、冷
气流粉碎等方法。
粉末冶金原理中文(1)
2、将粉末压制成型为所需形状的坯块。成型的目的是制 得一定形状和尺寸的压坯，并使其具有一定的密度和强度。 成型的方法基本上分为加压成型和无压成型。加压成型中 应用最多的是模压成型，还有挤压成型、爆炸成型等。
粉末冶金原理中文(1)
绪论
3、坯块的烧结。烧结是粉末冶金工艺中的关键性工序。 成型后的压坯通过烧结使其得到所要求的最终物理力学性 能。烧结又分为单元系烧结和多元系烧结。对于单元系和 多元系的烧结，若烧结温度比所用的金属及合金的熔点低， 则称之为固相烧结；若烧结温度一般比其中难熔成分的熔 点低，而高于易熔成分的熔点，则称为液相烧结。除普通 烧结外，还有松装烧结、熔浸法、热压法烧结等特殊的烧 结工艺。
粉末冶金原理中文ppt课件
参考书目
1.黄培云主编：粉末冶金原理，冶金工业 出版社
2.王盘鑫主编：粉末冶金学，冶金工业出 版社
1
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
9
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
绪论
➢ 粉末冶金材料和制品的发展方向 ➢ 1、具有代表性的铁基合金，将向大体积的精密制品，高
质量的结构零部件发展。 ➢ 2、制造具有均匀显微组织结构的、加工困难而完全致密
4
经 营 者 提 供 商品或 者服务 有欺诈 行为的 ，应当 按照消 费者的 要求增 加赔偿 其受到 的损失 ，增加 赔偿的 金额为 消费者 购买商 品的价 款或接 受服务 的费用
绪论
粉末冶金工艺的基本工序 1、原料粉末的制备。现有的制粉方法大体可分为两类：
机械法和物理化学法。其中机械法又可分为：机械粉碎和 雾化法；物理化学法又分为：电化腐蚀法、还原法、化合 法、还原-化合法、气相沉积法、液相沉积法以及电解法。 其中应用最为广泛的是还原法、雾化法和电解法。
绪论
1.粉末冶金——是一种利用制取到的金属粉末，或金属粉末与非金 属粉末的混合物作为原料，经过粉末成形和烧结制造金属材料、 复合材料以及各类型制品的工艺过程。粉末冶金法与生产陶瓷有 相似的地方，因此也叫金属陶瓷法。
粉末冶金生产的基本工艺流程
转贴]粉末冶金生产的基本工艺流程标签：转贴粉末冶金生产基本工艺流程时间：2008-11-26 21:23:53 点击：2803 回帖：0上一篇：[转贴]金属磨损自修复抗磨剂的性下一篇：金相显微镜的外形尺寸图(图)粉末冶金生产的基本工艺流程包括：粉末制备、粉末混合、压制成形、烧结及后续处理等。
用简图表示于图7-1中。
陶瓷制品的生产过程与粉末冶金有许多相似之处，其工艺过程包括粉末制备、成形和致密化三个阶段。
2．1 粉末制备2．1．1 粉末制备粉末是制造烧结零件的基本原料。
粉末的制备方法有很多种，归纳起来可分为机械法和物理化学法两大类。
（1）机械法机械法有机械破碎法与液态雾化法。
机械破碎法中最常用的是球磨法。
该法用直径10~20mm钢球或硬质合金对金属进行球磨，适用于制备一些脆性的金属粉末（如铁合金粉）。
对于软金属粉，采用旋涡研磨法。
雾化法也是目前用得比较多的一种机械制粉方法，特别有利于制造合金粉，如低合金钢粉、不锈钢粉等。
将熔化的金属液体通过小孔缓慢下流，用高压气体（如压缩空气）或液体（如水）喷射，通过机械力与急冷作用使金属熔液雾化。
结果获得颗粒大小不同的金属粉末。
图7-2为粉末气体雾化示意图。
雾化法工艺简单，可连续、大量生产，而被广泛采用。
（2）物理化学法常见的物理方法有气相与液相沉积法。
如锌、铅的金属气体冷凝而获得低熔点金属粉末。
又如金属羰基物Fe(CO)5、Ni(CO)4等液体经180~250℃加热的热离解法，能够获得纯度高的超细铁与镍粉末，称为羰基铁与羰基镍。
化学法主要有电解法与还原法。
电解法是生产工业铜粉的主要方法，即采用硫酸铜水溶液电解析出纯高的铜。
还原法是生产工业铁粉的主要方法，采用固体碳还原铁磷或铁矿石粉的方法。
还原后得到得到海绵铁，经过破碎后的铁粉在氢气气氛下退火，最后筛分便制得所需要的铁粉。
图7-2 粉末气体雾化示意图2．1．2 粉末性能粉末的性能对其成形和烧结过程，及制品的性能都有重大影响，因而对粉末的性能必须加以了解。