粉末制备和烧结ppt培训课件

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1、第一章粉末制备制取粉末是粉末冶金的第一步。粉末冶金材料和制品不断增多，其质量不断提高，要求提供的粉末的种类愈来众多。粉末分类：从材质范分：金属粉末合金分末金属化合物粉末等从粉末形状分：球形片状角状树枝状从粉末粒度分粗粉末（500一1000微米）细粉末粒度小0.5微米等。粉末的制备方法机械法和物理化学法机械法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。第一节还原及还原-化合法还原金属氧化物及盐类以生产

2、金属粉末一种应用最广泛的制粉方法。用固体碳还原：可以制取铁粉、钨粉。用H2还原：可以制取钨、钼、铁、铜、钴、镍等粉末。用钠、钙、镁等金属作还原剂可制取钽、铌、钛、锆、钍、铀等稀有金属粉末。一、还原过程的基本原理1．金属氧化物还原的热力学为什么氢还原即可制得钨、铁、钴、铜等金属粉末，稀有金属如钛、锆等粉末则要用金属热还原才能制得对不同的氧化物应该选择什么样的物质作还原剂呢？什么条件下还原过程才能进行呢？还原反应的化学式MeO+X＝Me+XO2Me+O2＝2MeO（1－1）2X+O2＝2XO（1－2）式中

3、：Me、MeO－金属、金属氧化物；X、XO－还原剂、还原剂氧化物。上述还原反应可通过MeO及xO的生成—离解反应得出还原反应向生成金属方向进行的条件还原剂的氧化反应的等压位变化小于金属的氧化反应的等压位变化。只有当金属氧化物的离解压大于还原剂氧化物的离解压时，还原剂才能从金属氧化物中还原出金属来。还原反应的热力学条件凡是对氧的亲和力比被还原的金属对氧的亲和力大的物质，都能作为该金属氧化物的还原剂。根据氧化物的ΔZ。－T图，可得以下结论:1)2C十O2＝2CO的ΔZ。—T关系线差不多与很多金属氧化物的关

4、系线相交。这说明在一定条件下碳能还原很多金属氧化物，如铁、钨等的氧化物，在理论上A1203也能在高于2000℃时被碳还原。2)2H2十O2＝2H20的ΔZ。—T关系线在铜、铁、镍、钴、钨等氧化物的关系线以下说明在一定条件下氢可以还原铜、铁、镍、钴、钨等氧化物。3)位于图中最下面的几条关系线所代表的金属如钙、镁等与氧的亲和力最大。所以，钛、锆钍、铀等氧化物要用钙、镁等作还原剂，即所谓金属热还原。Po2：专用坐标的使用附加Po2坐标的目的是要在任意指定温度下立即读出相应氧化物离解反应的平衡常数即离解压CO

5、/CO2和H2/H2O比值坐标目的：能从图上对反应2CO十O2＝2CO2(或反应2H2十O2＝2H2O)直接读出某温度时的CO/CO2或H2/H2O比值来，从而能迅速确定各金属氧化物被CO或H2还原的可能性和条件。图中CO的氧化反应是标准状态线，将此反应线的ΔZ0—T线向左延长交于绝对零度纵坐标得点C，这就是碳的原点。同时，将这根线向右上方延长，交于表示CO／CO2比值的专用坐标线，并把这个点的刻度定为1／1利用上述坐标，求反应2CO十O2＝2CO2在1500℃时CO／CO2的比值如果已知Po2为10

6、－6大气压，首先画一条从O点至10－6大气压的线，接着找到这条线与从温度横坐标上1500℃处画下的垂线相交点，再从C点通过此相交点画一条线，这条线与CO／CO：坐标的交点就是所求的CO／CO2，比值1／10。如果已知Po2为1大气压，可以从图上的C点通过B点画线延长交得CO／CO2＝1／104；如何确定金属氧化物被还原时的CO／CO2比值用图解法从1620℃处作垂线交A12O3生成反应线于E’点，然后从C点通过E’点画一直线交于CO／CO2坐标线上106和107之间的一点，即为所求的比值CO／CO2。

7、注意CO／CO2坐标是对数关系刻度的，该点离l06相距0.75，而0.75的反对数是5.66。CO／CO2＝5.66×106为平衡比值，就是说CO的浓度要高于此值才能使A12O3还原。例如，就A12O3生成反应，求在1620℃A12O3被CO还原时CO／CO2比值是多少？2．金属氧化物还原反应的动力学研究化学反应最重要的两个问题研究化学反应的动力学对于改进生产、提高生产率具有重大的意义。了解和研究反应进行的机理，从而控制反应速度，就能尽量加快有利的反应，尽量减少不利的反应。热力学:反应能否进行，进行的

8、趋势大小和进行的限度如何动力学：反应进行的速度以及各种因素对反应速度的影响等。二．碳还原法用固体碳可以还原很多金属氧化物在粉末冶金中碳还原法可以还原氧化铁制取铁粉、还原氧化锰制取锰粉、还原氧化铜、氧化镍制取铜粉、镍粉。工业规模大量采用的是用碳还原法生产铁粉。因铜、镍粉被碳污染，故一般不用碳还原；对钨粉含碳量要求不严格时也可以用碳还原三氧化钨制取钨粉。1．碳还原铁氧化物的基本原理铁氧化物的还原过程是分阶段进行的，即从高价氧化铁到低价氧化铁，最后转变成金属,