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粉体的重要应用有哪些?

粉体在我们日常生活和工农业生产中的应用非常广泛。如面粉、水泥、塑料、造纸、橡胶、陶瓷、药品等,下面是简单地叙述粉体的几个重要的应用:


一、在陶瓷材料工业


统陶瓷制备过程如下: 

    将矿物原料→ 陶瓷粉料→按照比例混合均匀→将坯料成型→烧结→获得陶瓷成品。


1、陶瓷材料优异性能与金属相比具有耐高温,耐腐蚀,耐磨损,高硬度的特性;在声、光、电、磁、热等方面具有一些特性。

 

2陶瓷材料致命弱点

    不发生显著变形即脆断。 改善脆性是陶瓷专业学者所追求的终极目标,是永恒话题

    难加工:它本身硬度极高,可做刀具材料。谁能加工它

    难烧结:陶瓷材料熔点一般都很高,而烧结温度与熔点有关,因此烧结温度也很高。

 

3纳米粉体的优势:用纳米粉增韧陶瓷成为可能可加工降低烧结温度

 

二、 粉体技术在冶金工业的应用:


1、冶金技术:钢铁冶炼过程,要经过如下过程:开采铁矿→破碎铁矿石→选矿得到铁精粉(含铁63%左右)→烧结成球团矿→如高炉冶炼→得到生铁。

其中:破碎和选矿和球团矿烧结涉及到分体工程领域。合金填加剂有些是粉体。


2粉末冶金

各种原料均为粉体,经过混合成型烧结,形成金属或合金工件,无需机械加工,生产效率高,变性小。


3、硬质合金:如W-Co硬质合金,由于W的熔点很高,很难通过冶炼方式获得零部件 ,通常采用化学方式获得颗粒单质 通过粉末冶金方法才可以制造出合金刀具。

 

三、催化剂


1、超微粉体最大优势: 

    颗粒细小,比表面极大。表面原子数所占比例增多,不饱和键数量增加,表面活性高。

2、适合作为催化剂材料:用纳米级粉料作催化剂可以极大地提高反应速率和效率

3、实例:用纳米镍作火箭固体燃料反应催化剂,燃烧效率可提高100倍。以镍和铜锌合金为主要成分制成的催化剂,可使有机物氢化的效率提高到传统镍催化剂的10倍以上。而用纳米级粉料可以调高到100倍。

 

四、涂层材料 


    在金属表面加上一层新的材料,将会给材料带来新的性能。

1、涂层的构成 

金属与合金超微粉体涂层材料:一部分元素打底,如镍、铬、铜、铁。然后加上一层形成超微粉合金粉末,如铝、炭、硼、硅等。

 

2、热障涂层(TBCThermal Barred Coating) 

无机非金属材料与陶瓷超微粉料形成复合涂层。考虑到陶瓷材料的熔点高,只好在涂层与基体金属之间增加一层过渡材料,以保证结合牢固。目前美国空军飞机涡轮发动机叶片上涂有TBC材料。

 

3、隐身材料涂层 

美国F117隐形飞机表面涂有隐身涂层材料,即所谓隐形飞机。

隐身涂层材料构成:使用纳米级粉料的涂层,飞机表面包覆一层红外与微波隐身材料。它具有优异的宽频带微波吸收能力,可以逃避雷达的监视。

 

4、隐形原理:

原理之一:

隐身材料中有多种纳米粒子,其尺寸小于红外及雷达波长。因此纳米微粒对这两种波的透过率比常规材料强得多,反射率减少,探测器接收到的信号弱。

原理之二:

    纳米微粒的比表面积大,比一般材料大2-4个数量级,对红外和雷达波的吸收率比常规材料大,导致反射率减少,探测器接收到的信号弱。



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