金屬-陶瓷復合粉體是在陶瓷顆粒表面包覆一層金屬形成的復合陶瓷粉體,其兼具金屬包覆層和陶瓷芯核的性能,可以達到單個顆粒間的均勻混合。常用的金屬-陶瓷復合粉體由氧化物、碳化物等與金屬組成,工業上的制備方法有化學鍍、高能球磨、機械混合、溶膠-凝膠、自蔓延高溫合成等。
化學鍍法
化學鍍在玻璃、陶瓷、塑料或金屬等各類粉體材料的表面均能獲得均勻的金屬鍍層,其基于溶液中可控的自催化氧化還原反應,無須提供電流,對基體沒有形狀限制。用化學鍍制備的金屬-陶瓷復合材料韌性更高,分散性較好,表面包覆更均勻。
機械混合法
機械混合法技術操作簡便、工藝簡單、產量較大、成本低廉,但粉體的粒徑和表面特性各異,摻雜組元容易偏聚,導致成分和組織不均勻,得到的粉體顆粒尺寸較大,很難獲得增強體顆粒的均勻分布,不適合功能性要求較高的復合粉體制備。
高能球磨法
高能球磨法是將兩種以上的金屬或非金屬粉體的混合物,通過高能球磨形成具有微細組織結構的合金或復合陶瓷粉體。與傳統的機械混合法相比,高能球磨法可明顯降低反應活化能,改善顆粒分布均勻性,增強體與基體之間的界面結合,但高能球磨制備復合陶瓷粉體的影響因素眾多,工藝要求比較嚴格。
溶膠-凝膠法
溶膠-凝膠技術是利用金屬醇鹽或無機鹽水解形成溶膠,再使它成為凝膠,經干燥、灼燒制得納米微粒。該方法工藝較復雜,原料價格比較昂貴,有些原料對健康有害。整個溶膠-凝膠過程所需時間較長,且凝膠中存在大量微孔,在干燥過程中會逸出許多氣體和有機物并產生收縮,損耗大,制備成本較高。
自蔓延高溫合成
自蔓延高溫合成技術是在一定的氣氛中點燃粉體壓坯,產生化學反應,反應放出的生成熱使溫度驟升,從而引發鄰近物料新的化學反應,化學反應以燃燒波的形式蔓延通過整個反應物,使反應物轉變為生成物。
自蔓延高溫合成技術投資少、反應迅速、生產過程簡單,能量利用充分,可以使大多數雜質揮發而得到高純產品。但不能嚴格控制反應過程和產品性能,不易獲得高密度產品,所用原料往往是可燃、易爆或有毒物質,需要采取特殊的安全措施。
金屬-復合陶瓷粉體極具潛力,其應用領域包括電觸頭、陶瓷刀具、導電漿料、橡膠填料以及汽車零部件制造用材料,且遠不止市場上現有的產品,也廣泛應用于軍事、航空、航天、化工、醫藥等領域。
來源:粉體圈
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