金屬粉末是指尺寸小于1mm的金屬顆粒群。包括單一金屬粉末、合金粉末以及具有金屬性質(zhì)的某些難熔化合物粉末,是粉末冶金的主要原材 料。應(yīng)用于微細不銹鋼、鐵合金、鎳合金、銅合金、磁性材料、儲氫材料、3D打印等領(lǐng)域。
金屬粉末制備方法:
粉末制備技術(shù)是現(xiàn)代粉末冶金學(xué)和產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的基礎(chǔ),目前制備金屬粉末的主要方法有霧化法、氣流沖擊法、機械粉碎法、旋轉(zhuǎn)電極法、電化腐蝕法、還原法等。
氣霧化法,其原理是利用高速惰性氣體沖擊金屬熔體,通過碰撞將氣體的動能轉(zhuǎn)化為金屬熔體的表面能,使熔融金屬流被擊碎成細小液滴,然后在氣流氛圍中快速冷卻凝固形成粉末。
還有一種就是氣流沖擊法(惰性氣體保護氣流粉碎系統(tǒng)),其原理是通過高壓氣體(可達音速或超音速)與物料在設(shè)備內(nèi)部進行高速撞擊、摩擦和剪切,從而實現(xiàn)物料的迅速破碎;一般采用的是N?、Ar、He、CO?等作為粉碎氣源。進料、粉碎、分級、輸送、分離及包裝等整個過程中物料均在惰性氣體保護下完成,從而滿足了安全、防爆、環(huán)保、節(jié)能等生產(chǎn)要求。
為什么要測氧含量:
目前,不管是霧化法還是氣流沖擊法,都是在真空或惰性氣體作為保護氣的環(huán)境下進行的,以此來降低粉末中的氧(元素)含量及雜質(zhì)含量,提高粉末的純度。有研究表明,粉末中的氧(元素)基本上是熔煉過程中帶入的。所以,不管是在母合金制備還是霧化過程中都要保持真空或惰性氣體環(huán)境。
氧作為一種化學(xué)性質(zhì)活潑的元素,極易和其他元素發(fā)生氧化反應(yīng),從而影響粉末產(chǎn)品的物理性質(zhì)進而影響產(chǎn)品質(zhì)量。如果是易燃易爆的鎂粉、鋁粉,氧氣含量超標(biāo)不僅會影響產(chǎn)品質(zhì)量還會存在爆燃的安全風(fēng)險。
除了制備過程,金屬粉末輸送過程也需要監(jiān)測氧氣含量,粉末輸送一般采用氣力輸送系統(tǒng),即使用壓縮空氣或惰性氣體作為動力源,精確控制氣體的速度和壓力,使金屬粉末在管道內(nèi)處于懸浮狀態(tài),向目標(biāo)位置輸送。輸送過程中如果管道存在泄漏點或密閉性有問題,導(dǎo)致空氣進入輸送管道,也會導(dǎo)致氧含量上升,進而影響粉末品質(zhì)或造成安全風(fēng)險。
金屬粉末制備及輸送過程的氧氣含量測量主要有以下幾個原因:
控制產(chǎn)品質(zhì)量:氧氣含量高可能會影響金屬粉末最終的機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性。
控制工藝過程:在金屬粉末的生產(chǎn)和處理過程中,過高的氧氣含量可能指示了原材料的質(zhì)量問題或加工過程中的缺陷,需要調(diào)整工藝條件來確保產(chǎn)品質(zhì)量。
確保生產(chǎn)安全:易燃易爆金屬粉末制備及輸送過程,氧氣含量超標(biāo)會影響工藝安全。
總體來說,測量金屬粉末中的氧氣含量是為了確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能,并優(yōu)化生產(chǎn)過程為了確保產(chǎn)品的質(zhì)量和工藝的穩(wěn)定性,以下是相關(guān)
工藝監(jiān)測點:
保護氣置換后氧含量:在粉末制備開始前,檢測惰性氣體置換后微量氧氣含量,以確保其符合運行標(biāo)準(zhǔn)。
反應(yīng)過程的氧氣含量:在反應(yīng)過程實時監(jiān)測氧氣含量,實時監(jiān)測工藝過程。
粉末輸送管道的氣氛監(jiān)測:在粉末輸送過程中,監(jiān)測輸送管道中的氣體成分,確保氣體環(huán)境適合粉末的穩(wěn)定性。
密封系統(tǒng)的氧氣含量:確保存儲和輸送系統(tǒng)的密封性良好,防止外部氧氣滲入。
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