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粉體的重要應用有哪些?

粉體在我們日常生活和工農業生產中的應用非常廣泛。如麵粉、水泥、塑料、造紙、橡膠、陶瓷、藥品等,下麵是簡單地敘述粉體的幾個重要的應用:


一、在陶瓷材料工業:


統陶瓷製備過程如下: 

    將礦物原料→ 陶瓷粉料→按照比例混合均勻→將坯料成型→燒結→獲得陶瓷成品。


1、陶瓷材料優異性能:與金屬相比:具有耐高溫,耐腐蝕,耐磨損,高硬度的特性;在聲、光、電、磁、熱等方麵具有一些特性。

 

2、陶瓷材料致命弱點:

    :不發生顯著變形即脆斷。 改善脆性是陶瓷專業學者所追求的終極目標,是永恒話題。

    難加工:它本身硬度極高,可做刀具材料。誰能加工它

    難燒結:陶瓷材料熔點一般都很高,而燒結溫度與熔點有關,因此燒結溫度也很高。

 

3、納米粉體的優勢:用納米粉增韌陶瓷成為可能,可加工,降低燒結溫度。

 

二、 粉體技術在冶金工業的應用:


1、冶金技術:鋼鐵冶煉過程,要經過如下過程:開采鐵礦→破碎鐵礦石→選礦得到鐵精粉(含鐵63%左右)→燒結成球團礦→如高爐冶煉→得到生鐵。

其中:破碎和選礦和球團礦燒結涉及到分體工程領域。合金填加劑有些是粉體。


2、粉末冶金:

各種原料均為粉體,經過混合成型燒結,形成金屬或合金工件,無需機械加工,生產效率高,變性小。


3、硬質合金:如W-Co硬質合金,由於W的熔點很高,很難通過冶煉方式獲得零部件 ,通常采用化學方式獲得顆粒單質 通過粉末冶金方法才可以製造出合金刀具。

 

三、催化劑


1、超微粉體最大優勢: 

    顆粒細小,比表麵極大。表麵原子數所占比例增多,不飽和鍵數量增加,表麵活性高。

2、適合作為催化劑材料:用納米級粉料作催化劑可以極大地提高反應速率和效率

3、實例:用納米鎳作火箭固體燃料反應催化劑,燃燒效率可提高100倍。以鎳和銅鋅合金為主要成分製成的催化劑,可使有機物氫化的效率提高到傳統鎳催化劑的10倍以上。而用納米級粉料可以調高到100倍。

 

四、塗層材料 


    在金屬表麵加上一層新的材料,將會給材料帶來新的性能。

1、塗層的構成 

金屬與合金超微粉體塗層材料:一部分元素打底,如鎳、鉻、銅、鐵。然後加上一層形成超微粉合金粉末,如鋁、炭、硼、矽等。

 

2、熱障塗層(TBC:Thermal Barred Coating) 

無機非金屬材料與陶瓷超微粉料形成複合塗層。考慮到陶瓷材料的熔點高,隻好在塗層與基體金屬之間增加一層過渡材料,以保證結合牢固。目前美國空軍飛機渦輪發動機葉片上塗有TBC材料。

 

3、隱身材料塗層 

美國F117隱形飛機表麵塗有隱身塗層材料,即所謂隱形飛機。

隱身塗層材料構成:使用納米級粉料的塗層,飛機表麵包覆一層紅外與微波隱身材料。它具有優異的寬頻帶微波吸收能力,可以逃避雷達的監視。

 

4、隱形原理:

原理之一:

隱身材料中有多種納米粒子,其尺寸小於紅外及雷達波長。因此納米微粒對這兩種波的透過率比常規材料強得多,反射率減少,探測器接收到的信號弱。

原理之二:

    納米微粒的比表麵積大,比一般材料大2-4個數量級,對紅外和雷達波的吸收率比常規材料大,導致反射率減少,探測器接收到的信號弱。



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