粉末冶金基礎知識

粉末冶金基礎知識

一、基本概念

粉末冶金是制取金屬或用金屬粉末（或金屬粉末與非金屬粉末的混合物）作為原料，經過成形和燒結，制造金屬材料、復合以及各種類型制品的工藝技術。粉末冶金法與生產陶瓷有相似的地方，因此，一系列粉末冶金新技術也可用于陶瓷材料的制備。

二、特點

粉末冶金具有獨特的化學組成和機械、物理性能，而這些性能是用傳統(tǒng)的熔鑄方法無法獲得的。運用粉末冶金技術可以直接制成多孔、半致密或全致密材料和制品，如含油軸承、齒輪、凸輪、導桿、刀具等，是一種少無切削工藝。

（1）粉末冶金技術可以最大限度地減少合金成分偏聚，消除粗大、不均勻的鑄造組織。在制備高性能稀土永磁材料、稀土儲氫材料、稀土發(fā)光材料、稀土催化劑、高溫超導材料、新型金屬材料（如Al-Li合金、耐熱Al合金、超合金、粉末耐蝕不銹鋼、粉末高速鋼、金屬間化合物高溫結構材料等）具有重要的作用。

（2）可以制備非晶、微晶、準晶、納米晶和超飽和固溶體等一系列高性能非平衡材料，這些材料具有優(yōu)異的電學、磁學、光學和力學性能。

（3）可以容易地實現多種類型的復合，充分發(fā)揮各組元材料各自的特性，是一種低成本生產高性能金屬基和陶瓷復合材料的工藝技術。

（4）可以生產普通熔煉法無法生產的具有特殊結構和性能的材料和制品，如新型多孔生物材料，多孔分離膜材料、高性能結構陶瓷磨具和功能陶瓷材料等。

（5）可以實現凈近形成形和自動化批量生產，從而，可以有效地降低生產的資源和能源消耗。 （6）可以充分利用礦石、尾礦、煉鋼污泥、軋鋼鐵鱗、回收廢舊金屬作原料，是一種可有效進行材料再生和綜合利用的新技術。

我們常見的機加工刀具，五金磨具，很多就是粉末冶金技術制造的。

三、粉末性能

1 粉末的化學成分及性能

尺寸小于1mm的離散顆粒的集合體通常稱為粉末，其計量單位一般是以微米（μm）或納米（nm）。

1.粉末的化學成分

常用的金屬粉末有鐵、銅、鋁等及其合金的粉末，要求其雜質和氣體含量不超過1%～2%，否則會影響制品的質量。

2.粉末的物理性能

⑴粒度及粒度分布

粉料中能分開并獨立存在的最小實體為單顆粒。實際的粉末往往是團聚了的顆粒，即二次顆粒。圖7.1.1描繪了由若干一次顆粒聚集成二次顆粒的情形。實際的粉末顆粒體中不同尺寸所占的百分比即為粒度分布。

⑵顆粒形狀

即粉末顆粒的外觀幾何形狀。常見的有球狀、柱狀、針狀、板狀和片狀等，可以通過顯微鏡的觀察確定。

⑶比表面積

即單位質量粉末的總表面積，可通過實際測定。比表面積大小影響著粉末的表面能、表面吸

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