金属粉末如何制成？

粉末冶金的第一步就是制造金属粉末。粉末制作过程主要分为四步：固态还原，雾化，电解，以及化学方法。 固态还原固态还原在粉 末还原过程中，把选好的矿石压碎，混合还原物(如：碳)，传送到连续炉。炉里发生反应，留下绵状金属，然后粉碎，与所有非金属材料分离，筛选，生产粉末。 由于没有精炼处理，粉末的纯度取决于原材料。不规​​则的绵状的颗粒，柔软，易压缩，有良好的预烧结（"绿色"）的强度。

雾化

在这个过程中，熔融金属分为小液滴并在相互接触或与固体接触前迅速冷冻。通常情况下,熔融金属薄膜流是通过气体或液体的高能射流 的影响而分解的。原则上，这项技术适用于所有可熔化金属，并用于商业生产金属铁，铜，合金钢，黄铜，青铜，低融点金属，如铝，锡，铅，锌，镉，以及在选定 的情况下，钨，钛，铼，和其他高融点材料。

电解

通过选择合适的条件，如电解液成分和浓度，温度和电流密度，许多金属可以以绵状或粉状的状态存放。进一步的处理，水洗，烘干，还 原，退火，破碎，往往是必需的，最终生产出高纯度，高密度粉末。铜是电解出的原料金属，但铁、铬、镁粉末也可用作这种方式生产。由于其相关的高能源成本， 电解一般仅限于高价值的粉末，如高导电性的铜粉。

化学方法

最常见的化学粉末处理涉及从溶液中氧化还原，沉淀，热分解。生产出的粉末的性能有很大变化，但粉体颗粒大小和形状基本相近。氧化 还原粉末往往为"海绵" 状，因为颗粒上有许多气孔。溶液沉淀粉末粒度分布窄，纯度高。热分解是最常用于处理金属羰基合物。这些粉末，一经磨碎和退火后，纯度超过百分之99.5。

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紫色氧化钨(Violet Tungsten Oxide, VTO)，简称为紫钨。紫色氧化钨是指以仲钨酸铵(Ammonium Paratungstate, APT)为原料在一定条件下进行煅烧，分解，还原生成的紫色钨氧化物。一般呈紫色或蓝紫色结晶粉末状。由强裂变性的八面体构成，固有晶形为针状和棒状。紫 钨是氧化钨的一种，化学式为WO_2.72或W₁₈O₄₉。紫钨与黄色氧化钨(简称黄钨WO₃)、蓝色氧化钨(简称蓝钨W₂₀O₅₈或WO_2.90)及褐色 氧化钨(WO₂)合称为氧化钨。这些氧化钨均可作为生产钨粉的原料，紫钨因其独特的性质，以紫钨为原料生产钨粉等产品，具有生成速度快，颗粒度细等优点。

紫色氧化钨历史

紫色氧化钨是氧化钨的一种。紫色氧化钨的历史可以追溯到氧化钨的产生。钨有着悠久的历史，可以追溯到18世纪。最早是由Peter Woulfe发现的。钨最早被称为wolfram，元素符号为W。瑞典化学家 Carl Wilhelm Scheele发现了白钨矿，并对其作了大量的研究。1841年，化学家Robert Oxland研究出了生产三氧化钨和钨酸钠的第一道工序。他被授予了专利。不久后，他被认为是钨化学系统的创始人。

紫色氧化钨化学特性

紫色氧化钨是纯仲钨酸氨在氩气中反应得到，然后将紫色氧化钨脱氧，制成钨粉颗粒。（纯度：99.99％，露点-40℃），钨粉在空气中氧化。氧化钨与钨粉在氢气中会减少，将试样放在激光粒度分布测量仪和场发射扫描电子显微镜下，能显示出其特性。通过两次循环氧化，以及三次还原，将得到超细钨粉。0.1 μm到1.0 μm之间的超细钨粉的粒度分布是95.73％。

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紫钨是氧化钨的一种不同形态，具有与其它氧化钨（蓝钨）独特的晶体结构，其性能也大不相同。蓝钨大颗粒均具有鲜明的棱角,由一个个小立方体聚集而成,表面均有不同程度的破碎,并且布满了裂纹;紫钨的形貌则与其他三者有明显的不同,每个大颗粒均为针状或棒状晶粒组成的疏松颗粒团。所有的氧化钨团粒。

紫色氧化钨的生产一般是以仲钨酸铵(APT)为原料，在工业回转竹炉中，在一定条件下(如通入NH3)进行锻烧，由于NH3分解出H2，使APT在轻度还原性气氛下锻烧，逐步分解，还原生成紫色氧化钨。其总化学反应方程式如下:3[5(NH4)2O·12WO3·5H2O]=2w18O49+40H2O+35H2+15N2

紫色氧化钨产品的特性，紫色氧化钨外观一般呈浅紫色或兰紫色。紫色氧化钨的主要成分及物理性能，其松装密度在1.9~2.3之间， 含氧指数≦2.72，比表面1.3~3.0之间。

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目前采用粉末冶金方法制备的高密度钨合金(烧结态)的抗拉强度一般在900 ～ 1000MPa , 伸长率在20 %～ 30 %之间;而经过塑性形变强化以后,其强度会有较大幅度的提高, 塑性却下降, 如果再经过大的塑性变形加工之后, 其强度可超过1400MPa , 伸长率也可保持在10 %左右。

钨合金的强化, 主要有添加微量元素、改善成分配比、细化钨颗粒尺寸和改善粘结相化学成分、优化烧结工艺及热处理规范、大塑性变形等途径。其中, 以塑性变形强化的效果最为显著和实用, 这是其他工艺方法所难以达到的。形变强化是提高钨合金材料强度及保证一定韧性的有效方法, 并且还能有效地细化晶粒。目前对钨合金进行形变强化的方式很多, 如轧制、旋转锻造、冷静液挤压、热静液挤压等。

钨是具有体心立方结构的高熔点、高密度、高硬度的金属。钨基高密度合金( Tungsten Heavy Alloys，WHAs) ，亦称作“高比重钨合金”，是以钨为基体( W 含量85% ～ 99%，质量分数，下同) ，并添加有Ag、Ni、Fe、Mn、Cu、Co、Mo、Cr 等元素组成的合金，按组成特性及用途分为W － Ni － Fe、W － Ni － Cu、W －Ni － Mn、W － Ni － Ag、W － Cu、W － Ta、W － Re 等主要系列。高比重钨合金具有热膨胀系数小、抗蚀性和抗氧化性能好、导电导热性能好、强度高、延性好、抗冲击韧性好等优异性能。




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