一緒論
超細粉末的概念于20世紀60年代提出,粉末的粒度一般要求小0.1um( 100nm),即在 1~ 100nm間,故超細粉末又稱(chēng)作納米粉末。由于納米微粒本身的結構與常規材料不同,所以具有許多新奇的特性。比如納米金屬粉末就具有不同普通材料的光、電、磁、熱力學(xué)和化學(xué)反應等方面的奇異性能, 是一種重要的功能材料,具有廣泛的應用前景?，F已在國防、化工、輕工、航天、冶金等領(lǐng)域得到重要應用,因而引起了人們的注意。
80年代以來(lái), 納米粉末作為一種新型材料,已引起了各國政府及科學(xué)家的極大重視,美國、日本、西歐等發(fā)達國家都將其列入發(fā)展高技術(shù)的計劃中,投入了相當的人力和物力,例如美國的“星球大戰”計劃、西歐各國的“尤里卡”計劃、日本 1981 年開(kāi)始實(shí)施的“高技術(shù)探索研究”計劃以及我國的“863”計劃,都列入了納米材料的研究和開(kāi)發(fā)。目前一些納米粉末,如鈦酸鋇、氮化硅、氧化鋯等已經(jīng)實(shí)現了商品化。我國在納米粉末研究方面起步較晚,80年代后期才開(kāi)始比較系統的研制開(kāi)發(fā)。
近年來(lái)取得一些成效,特別是一些大學(xué)和研究所在理論研究和實(shí)驗室規模中試水平上有了較大的發(fā)展。但總的說(shuō)來(lái),我國在這一領(lǐng)域與世界先進(jìn)水平相比, 仍有一定差距。本文將重點(diǎn)介紹目前已研究的納米粉末的制備方法。
二方法綜述
機械法
機械法就是借助于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沖擊式粉碎法、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(yōu)點(diǎn)是工藝簡(jiǎn)單、產(chǎn)量大,可以制備一些常規方法難以得到的高熔點(diǎn)金屬和合金的超細納米粉末。
球磨法
球磨法主要分為滾動(dòng)球法和振動(dòng)球磨法。該方法利用了金屬顆粒在不同的應變速率下因產(chǎn)生變形而破碎細化的機理。其優(yōu)點(diǎn)是對物料的選擇性不強,可連續操作,生產(chǎn)效率高,適用于干磨、濕磨,可以進(jìn)行多種金屬及合金的粉末制備。缺點(diǎn)是在粉末制備過(guò)程中分級比較困難。
氣流磨粉碎法
氣流磨粉碎法是目前制備磁性材料粉末應用最廣的方法。具體的工藝過(guò)程為:壓縮氣體經(jīng)過(guò)特殊設計的噴嘴后,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(dòng)研磨區內的物料互相碰撞,使粉末粉碎變細;氣流膨脹后隨物料上升進(jìn)入分級區,由渦輪式分級器分選出達到粒度的物料,其余粗粉返回研磨區繼續研磨, 直至達到要求的粒度被分出為止。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程可以連續自動(dòng)運行,并通過(guò)分級輪轉速的調節來(lái)控制粉末粒徑大小(平均粒度在3～8μm)。氣流磨粉碎法適于大批量工業(yè)化生產(chǎn),工藝成熟。缺點(diǎn)是在金屬粉末的生產(chǎn)過(guò)程中,必須使用連續不斷的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制粉。
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